Проектирование земельных участков

Размещено на http://www.allbest.ru/

4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО

Тюменский Государственный Архитектурно-Строительный университет

Кафедра геодезии и фотограмметрии

Курсовая работа

«Проектирование земельных участков»

Тюмень, 2009

Содержание

Введение

Глава I. «Физико-географическое описание района»

1.1 Географическое положение

1.2 Климатические условия

1.3 Рельеф

1.4 Почвенно-растительный покров

1.5 Гидрография

1.6 Дорожная сеть и населенные пункты

1.7 Топографо-геодезическая изученность района

Глава II. «Проектирование геодезических сетей»

2.1 Общие сведения о геодезических сетях

2.2 Развитие государственной геодезической сети

2.3 Плановые геодезические сети

2.4 Высотные геодезические сети

2.5 Развитие опорных сетей

2.6 Сети сгущения

Глава III. «Разбивочные работы и составление технического проекта»

3.1 Виды и задачи инженерных изысканий

3.2 Назначение, виды и особенности построения опорных сетей

3.3 Съемки и съемочное обоснование

3.4 Проложение теодолитных ходов

3.5 Геодезическая подготовка проекта

Заключение

Список литературы

Схемы

Введение

Целью написания курсовой работы является закрепление теоретических знаний по курсу «Геодезия» и приобретение практических навыков по созданию проектной документации на стадиях технического проекта и разбивочных чертежей. В данной курсовой работе необходимо запроектировать на территории лесного массива садово-дачное общество, состоящее из тридцати земельных участков площадью 2 га.

Размещение объекта, изыскание выполняется на учебной карте масштабом 1:10000. Географическое положение листа не соответствует заданному району. На картографическом материале изображен район проектирования и исходные пункты триангуляционной сети третьего класса, которые в дальнейшем будут служить основой для положения опорных сетей триангуляции, полигонометрии, теодолитных ходов и сетей высотного обоснования.

Садово-дачное общество находится на территории Тюменской области в Армизонском районе.

Условия размещения земельных участков:

1. Соотношение сторон участка 1:2.

2. Ширина проезжей части для центральной дороги 30 м, для центральной улицы 16 м.

3. Сохранение на каждом участке до 30% деревьев.

4. Рациональность землеотвода.

5. Сохранение экологической обстановки.

6. Минимализация капиталовложений.

7. Учет физико-географических условий района изысканий.

геодезический проект землеотвод участок

Глава I. «Физико-географическое описание района»

1.1 Географическое положение

Армизонский район образован 11 ноября 1923 года в составе Ишимского округа Уральской области из Армизонской, Орловской, частей Лихановской и Ражевской волостей Ишимского уезда.

Армизонский район расположен в юго-восточной части Тюменской области на расстоянии 230 км от областного центра и в 72 км от железной дороги.

Граничит с Курганской областью (Мокроусовский, Частоозерский районы) и пятью районами Тюменской области: на востоке с Бердюжским, на северо-востоке с Голышмановским, на севере с Омутинским, на северо-западе с Заводоуковским и на западе с Упоровским районами.

Общая площадь земель в границах Армизонского района составляет 3,1 тыс. км².

1.2 Климатические условия

В агроклиматическом отношении Армизонский район можно отнести к теплой засушливой зоне. Сумма положительных температур за период активной вегетации (между датами перехода среднесуточных температур через +10?С весной и осенью) составляет здесь 1900-2050?. Период с активной вегетацией растений продолжается 125-130 дней. За апрель-июнь, когда влага для развития растений особенно необходима, выпадает 85-100 мм осадков. В летний период запасы влаги в почве не всегда достаточны для налива зерна. Переувлажненные годы редки. Условия благоприятны для выращивания яровой пшеницы, ячменя, крупяных зернобобовых культур, кукурузы на силос, корневых корнеплодов, картофеля.

Сезоны года.

Зима - самый продолжительный климатический сезон в Армизонском районе, и вообще, в Тюменской области. В среднем он продолжается шесть месяцев. Зимой наиболее отчетливо проявляются черты континентальности климата. В этот период года господствуют континентальные ветры из областей отрога Азиатского антициклона. Южные и юго-западные ветры приносят холодные воздушные массы с относительно малым содержанием влаги. Это дает значительную повторяемость ясных морозных дней.

Средняя январская температура в районе составляет -18?. Абсолютный минимум -48,5? (1964г.).

Вторжение циклонических масс с запада сопровождается сильными ветрами и снегопадами. В целом зима менее снежная, чем в соседних регионах. В среднем за зиму выпадает по 15-20 мм осадков в месяц. Продолжительность периода с устойчивыми морозами в районе 150 дней.

Весна - наиболее короткий сезон, характеризующийся ясной, сухой погодой с сильными ветрами. За начало весны принимают даты перехода среднесуточных температур через 0?С. В окрестностях Армизонского района весна начинается в середине апреля. В это время сходит снег. Но независимо от сроков наступления весны (ранняя, средняя, поздняя) и ее темпов (дружная, средняя, затяжная) для нее характерны возвраты холодов. Морозы, как правило, прекращаются к середине мая, но заморозки на почве возможны до второй половины июня. В конце мая и даже в начале июня возможны снегопады. Средняя температура весной -2?С.

Лето. За начало лета принимают переход среднесуточной температуры через +10?С. Обычно это происходит 10-20 мая. В летний период выпадает максимум осадков. Доля летних осадков за июль-август от годового количества составляет до 60%.

Лето - сезон частой смены погоды. Северные ветры приносят холодный и сухой арктический воздух. Они сопровождаются поздними заморозками и ясной погодой. Вторжение с циклонами атлантических воздушных масс формирует пасмурную дождливую погоду. Одно лето редко напоминает предыдущее. Нередки годы с дождливым прохладным летом. Среднесуточная летняя температура +17?С.

Осень. За рубежи осени обычно принимают переход суточных температур через +10?С (начало) и через 0?С (окончание). В сентябре и октябре вслед за постепенным понижением температуры все чаще идут моросящие дожди. Резкий холодный ветер несет низкую пелену туч. При ясной погоде нередки ночные заморозки. В окрестностях города первые заморозки отмечаются уже в начале сентября. Среднесуточная температура осенью -1,4?С [2]

1.2 Рельеф

Армизонский район размещается на Ишимской равнине. Ишимская равнинная лесостепь занимает территорию обоих побережий реки Ишим в Северо-Казахстанской области. По строению рельефа она типична для западной половины данного геоморфологического района. Эта озерная равнина, сложенная глинистыми породами, с высотными отметками 120-140 м. Ее поверхность покрыта континентальными, речными, в основном, осадочными отложениями палеогена. Для нее характерно наличие древних ложбин стока с общим направлением с юга на север, по днищу которых тянутся цепочки озер преимущественно круглых и небольших по размеру. Около озер, а также и на равнине много грив и увалов, микрорельеф выражен большим количеством западин. В связи с плоским рельефом и полным отсутствием речной сети, кроме Ишима, как на самой равнине, так и в ложбинах интенсивно развит гидроморфизм. [10]

1.3 Почвенно-растительный покров

Территория Армизонского района относится к Ишимской лесостепи. Поверхность ее сложена песчано-глинистыми неогеновыми отложениями, повсеместно перекрытыми маломощным покровом лёссовидных суглинков. На междуречных пространствах обычны невысокие гривы, протягивающиеся с северо-востока на юго-запад. Пересекающие равнину реки Ишим и Иртыш протекают в хорошо разработанных долинах, поймы которых заняты заливными лугами. Их притоки маловодны и летом нередко пересыхают.

Равнинный рельеф междуречий с многочисленными плоскими понижениями - блюдцами и ложбинами, тянущимися между гривами, и разная глубина залегания грунтовых вод определяют комплексный характер почв провинции. Поэтому почвенный покров состоит местами из сложной мозаики самых различных типов: выщелоченных и оподзоленных черноземов, солонцов, солодей, а на севере -- лугово-болотных и болотных почв, а также серых лесных почв.

По характеру воздействия на почвообразование растительный покров следует разделить на две формации - древесную и травянистую. Различия состоят в том, что древесная растительность ежегодно откладывает органическую массу наземного опада растений на поверхности почвы, а травянистая обогащает органическим веществом примерно в равных количествах как поверхность, так и саму массу почвы. При превращении органических остатков на поверхности почвы преобладают процессы минерализации с частичным образованием низкомолекулярных перегнойных кислот, фульвокислот. При превращении корневых остатков заметно возрастают процессы гумификации, интенсивность которых зависит в основном от вида и степени развития травянистой растительности и климатических условий.

Эти две формации существуют как раздельно, так и в различных сочетаниях, что в конечном итоге и определяет характер и направление почвообразовательных процессов. Сочетания меняются по природным зонам, собственно и сами зоны в значительной мере выделены с учетом этих формаций. [7]

В подзоне южной тайги все междуречные пространства занимают болотные почвы, площадь которых составляет более половины территории. В средней и северной ее части преобладают верховые торфяники. Центральная часть верховых болотных массивов представлена озерно-грядово-мочажинными комплексами Основу растительного покрова составляют сфагновые мхи, чередующиеся с кустиками топяной осоки и шейхцерии, а на грядах - сфагнум, багульник, подбел, болотный мирт; далее от центра растительность та же, но в растительном покрове появляются топяная осока, хвощ болотный. На окраинах, на торфяных почвах получили распространение березовые, осиновые, реже сосновые леса. В наземном ярусе помимо мхов здесь встречаются багульник, клюква, морошка, осока шаровидная. Березовые травяные леса занимают очень пологие лощины и западины, луговые и обыкновенные степи - ровные и наклонные на юг поверхности. В наземном покрове этих лесов распространена бобово-злаково-разнотравная растительность. На заболоченных солодях в западинах появляются осина, ивняк, осоки, мхи.

На луговых почвах растительность та же, что и в подтайге, но в связи с появлением здесь солоноватости, леса переходят в категорию мелколесья, высокостебельный травяной покров сменяется низкостебельным. На солонцах исчезает древесная растительность. Торфяно-болотные почвы, в основном не имеют древесной растительности, исключая небольшие торфянички верхового типа, где может произрастать низкорослая и редкостойная сосна. [14]

1.4 Гидрография

Тюменская область - край сотен тысяч озер. Точное число их до настоящего времени не определено. Обилие озер объясняется равнинным рельефом, близким залеганием к поверхности водоупорных горизонтов, распространением в северной части многолетней мерзлоты и геологическим прошлым территории области.

Наибольшее количество озер располагаются в Ишимском, Казанском, Армизонском, Тобольском, Упоровском районах области.

Озера разнообразны по-своему происхождению, размеру, химизму вод, водному и ледовому режиму. Большинство озер Армизонского района мелководные, нередко соленые и горько-соленые, с непригодной для питья водой. Грунтовые воды здесь, вследствие гипсоносности неглубоко залегающих слоев, иногда также бывают засоленными.

В Армизонском районе часто встречаются суффозионные озера, т.е. образующиеся в результате выщелачивания пород подземными водами в блюдцеобразных западинах. Также озера Армизонского района предоставлены следующими типами: старичные в поймах рек; озера водораздельных равнин и других ложбин стока.

Озера-старицы располагаются в основном в долинах крупных рек. По форме - вытянутые, дуговидные, серповидные. В большинстве случаев они сохраняют связь с рекой через протоки. Старичный характер имеют и озера надпойменных террас.

Озера водораздельных равнин сформировались в котловинах, образовавшиеся в результате суффозионно-просадочных явлений в лессовидных породах. Они невелики по площадям (до 1,5-2,5 км²) и небольшой глубины (до 3-4 м). Берега невысокие, иногда заболоченные. [12]

Гидрография Армизонского района представлена большим количеством озер, например: Большое Камышное (площадь 6,7 км^2;; располагается в 5 км к северо-востоку от с. Южно-Дубровное), Лебяжье (площадь 6,4 км²; располагается в 7 км к юго-западу от с. Южно-Дубровное); Горькое (площадь 1,5 км²; располагается в 5 км к юго-востоку от д.Первомайская), Иваново (площадь 1,0 км²; располагается в 2 км от с.Иваново).

Наиболее крупным является Черное озеро. Длина озера до 30 км, ширина 12 км, глубина до 15 метров. Грунт дна иловатый и песчано-глинистый. Озеро сильно зарастает, берега низменные черноземные и солонцеватые. Озеро Черное богато кормами и является прекрасным местом гнездовья водоплавающей дичи.

1.5 Населенные пункты и дорожная сеть

В состав Армизонского района входят 34 сельских населенных пунктов. Населенные пункты городского типа отсутствуют. Список сельских поселений входящих в состав муниципального района: Армизонское, Ивановское, Калмакское, Капралихинское, Красноорловское, Орловское, Прохоровское, Раздольское, Южно-Дубровинское. Районным центром является село Армизонское.

На территории района на 1.01.2008 года проживало 10,1 тыс. человек. Национальный состав: русские (88%), казахи (3%), немцы (2%), украинцы (1%). Из общей численности населения в возрасте: моложе трудоспособного - 19,9%, трудоспособного - 59,1 %, старше трудоспособного - 21%. Жилая плошадь, приходящаяся на одного жителя 18,4 м².

Большое внимание в Армизонском районе уделяется дорожному строительству. Ежегодно покрывается асфальтом 15-20 км дорог, благоустраиваются населенные пункты.

Общая протяженность автомобильных дорог в районе - 404,9км, из них с твердым покрытием 278,9 км.

Доля населенных пунктов, имеющих связь с районным центром, автомобильными дорогами с твердым покрытием, составляет 79%. 7 населенных пунктов не имеют подъездов с твердым покрытием.

С областным центром и другими населенными пунктами открыто автобусное сообщение. Грузоперевозки на территории района осуществляются грузовым транспортом предприятий и организаций.

1.6 Топографо-геодезическая изученность района

Для выполнения топографо-геодезических работ на предлагаемом участке необходимо знать, какие сети сгущения развиты и какие топографические карты уже издавались на данной территории.

На схеме показывается расположение пунктов 3 класса и выписываются их координаты, на схеме листов карт 1: 10 000. Листы этого масштаба ограничены меридианами и параллелями. Имеют размеры по широте 4? и по долготе 6?. Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от А до V к северу и югу от экватора, а колонки нумеруются арабскими цифрами от 1 до 60.

Геодезическая обеспеченность изысканий

Название пункта	Вид закрепления	Х, м	У, м	Отметки, h
гора Михалинская	Д	6068181,36	4312810,58	213,805
гора Малиновская	Д	6064781,07	4311904,15	160,712

Глава II. «Проектирование геодезических сетей»

2.1 Общие сведения о геодезических сетях

Для составления карт и планов, решения геодезических задач, в том числе геодезического обеспечения строительства, на поверхности Земли располагают ряд точек, связанных между собой единой системой координат. Эти точки маркируют на поверхности Земли или в зданиях и сооружениях центрами (знаками). Совокупность закрепляемых на местности или зданиях точек (пунктов), положение которых определено в единой системе координат, называют геодезическими сетями.

Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные: первые служат для определения координат Х и У геодезических центров, вторые - для определения их высот Н.

Принцип построения плановых геодезических сетей заключается в следующем. На местности выбирают точки, взаимное положение которых представляется в виде геометрических фигур: треугольников, четырехугольников, ломаных линий и т.д. Причем точки выбирают с таким расчетом, чтобы некоторые элементы фигур (стороны, углы) можно было непосредственно измерить, а все другие вычислить по данным измерений.

2.2 Развитие государственной геодезической сети

Развитие геодезических сетей осуществляется по принципу перехода от общего к частному, т.е. от сетей с большими расстояниями между пунктами и высокоточными измерениями к сетям с меньшими расстояниями и менее точным.

Соответственно этому принципу геодезические сети подразделяются на четыре вида:

1. Государственная геодезическая сеть, представляющая собой главную геодезическую основу для всех видов геодезических и топографических работ.

2. Геодезические сети сгущения, развиваемые при недостаточной плотности пунктов главной геодезической основы при выполнении тех или иных геодезических работ в отдельных районах.

3. Съемочные геодезические сети (съемочное, или рабочее обоснование), представляют собой систему пунктов, непосредственно с которых выполняют съёмку местности, перенесения в натуру проекта сооружения, различные контрольные измерения и т.п.

4. Специальные геодезические сети, развивают при строительстве инженерных сооружений или проведении каких-либо других работ, предъявляющих к геодезическому обеспечению особые требования.

Каждый из указанных видов сетей подразделяется на классы и разряды.

Государственная геодезическая сеть (ГГС) является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов и используется при решении инженерно-технических и научных задач, связанных с изучением нашей планеты. Государственная геодезическая сеть подразделяется на четыре класса (1, 2, 3 и 4), различающихся между собой точностью измерения углов и расстояний, длиной сторон и порядком последовательного развития.

Сети 1 и 2 классов являются опорной астрономо-геодезической сетью. Сети 3 и 4 классов по существу являются сетями сгущения, так как они создаются с целью сгущения опорной сети до необходимой плотности пунктов при проведении картографирования страны.

В тех случаях, когда возникает необходимость в дальнейшем повышении густоты геодезических пунктов для обеспечения предстоящих работ по постановке крупномасштабных съемок и инженерно-геодезических работ дополнительно выполняют последовательное построение сетей сгущения местного значения, которые создаются в виде сети 4 класса пониженной точности и разрядных сетей (двух разрядов точности).

Государственная геодезическая сеть 1 класса имеет наивысшую точность и охватывает всю территорию страны. Геодезические сети последующих классов развиваются на основе сетей высших классов. Геодезические сети сгущения строятся на основе государственных геодезических сетей, съемочные сети - на основе обеих видов сетей.

Пункты государственной геодезической сети определены на всей территории страны в единой системе координат, В этом случае результаты съемочных работ будут получены также в единой системе, независимо от последовательности их выполнения в отдельных районах страны, что обеспечивает соединение разрозненных съемочных материалов в единую топографическую карту государства.

В отдельных случаях допускается использование автономной системы координат при работах на незначительных территориях.

Геодезические сети создаются с расчетом на длительное время пользования. Поэтому государственная геодезическая сеть создается с точностью, рассчитанной на высокие требования к ней как в настоящем, так и в будущем. Если возникнет необходимость в дополнительных пунктах, можно сгустить существующую сеть без ее переделок.

Пункты государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения закрепляют на местности таким образом, чтобы на долгие годы была обеспечена их сохранность, постоянство положения и быстрое нахождение на местности. Пункты государственной плановой геодезической сети и плановых сетей сгущения закрепляются специальными подземными знаками - центрами, обозначающими положение геодезических пунктов на местности. Закрепление пунктов съемочных геодезических сетей в соответствии с их назначением (служить основой для текущих съемочных и инженерно-геодезических работ) осуществляется, в основном, временными знаками (деревянными колышками, металлическими штырями, гвоздями и т. п.). В некоторых случаях, возможно, их долговременное (постоянное) закрепление.

При проектировании и развитии геодезических сетей учитывают необходимость обеспечения надежного контроля геодезических измерений и оценки их точности, а также возможность их использования для решения научных задач геодезии. [8]

2.3 Плановые геодезические сети

Началом единого отсчета плановых координат в РФ служит центр круглого зала Пулковской обсерватории в Санкт - Петербурге.

Государственные плановые геодезические сети разделяют на четыре класса. В современной схеме построения государственных плановых геодезических сетей используют метод триангуляции.

В настоящее время для построения государственных сетей используют спутниковые методы измерений.

С этой целью принята концепция построения трех уровней государственной геодезической спутниковой сети. Эта концепция предусматривает построение:

- фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС);

- высокоточной астрономо-геодезической сети (BAГС);

- спутниковой геодезической сети I класса (СГС-1).

Фундаментальная АГС реализуется в виде системы закрепленных на всей территории России 50-70 пунктов со средними расстояниями между ними 700- 800 км. Часть этих пунктов (10-15) должны стать постоянно действующими астрономическими обсерваториями, оснащенными радиотелескопами для наблюдений удаленных источников радиоизлучения (квазаров) и спутниковыми приемниками GPC-ГЛОНАСС. Взаимное положение этих пунктов будет определяться с погрешностью в 1-2 см.

Высокоточная астрономо-геодезическая сеть (ВАГС) должна заменить звенья триангуляции 1 класса и представлять собой однородные по точности пространственные построения с расстоянием между смежными пунктами 150-300 м. Общее число пунктов (ВАГС) должно составлять 500-700, при этом часть пунктов будет совмещена с пунктами (ФАГС). Взаимное положение таких пунктов будет определяться спутниковыми методами с относительной погрешностью 2-3см.

Спутниковая геодезическая сеть I класса (СГС) должна заменить триангуляции I- II класса со средними расстояниями между пунктами 30-35 км, общим числом 10-15 тысяч и средней квадратической погрешностью взаимного положения 1-2 см. Построение такой сети предполагается осуществить в течение десяти ближайших лет.

Сети сгущения строят для дальнейшего увеличения плотности (числа пунктов, приходящихся на единицу площади) государственных сетей. Плановые сети сгущения подразделяют на 1-й и 2-й разряды.

Съемочные сети -- это тоже сети сгущения, но с еще большей плотностью. С точек съемочных сетей производят непосредственно съемку предметов местности и рельефа для составления карт и планов различных масштабов.

Специальные геодезические сети создают для геодезического обеспечения строительства сооружений. Плотность пунктов, схема построения и точность этих сетей зависят от специфических особенностей строительства.

2.4 Высотные геодезические сети

Государственные высотные геодезические сети создаются для распространения по всей стране единой системы высот. За начало высот в РФ и некоторых других странах принят средний уровень Балтийского моря, определение которого проводилось в период с 1825 г. до 1840 г. Этот уровень отмечен горизонтальной чертой на медной металлической пластине, укрепленной в устое моста через обводной канал в Кронштадте.

Между пунктами государственных высотных геодезических сетей высокой точности (1-го класса) размещают пункты высотных сетей низших классов (2-го, 3-го и т.д.). Если на рисунке, где размещены пункты высотной сети, соединить эти пункты линиями, то получаются фигуры, которые называются ходами. Несколько пересекающихся ходов называют сетями. Как правило, сети создают из ходов, прокладываемых между тремя или более точками. В целом точки (реперы) высотных сетей, называемых нивелирными, достаточно равномерно распределены на территории страны. На незастроенной территории расстояние между реперами колеблются в пределах 5-7 км, в городах сеть реперов в 10 раз плотнее.

Для решения ограниченного круга вопросов при изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений создают высотную сеть технического класса.

Нивелирные сети на строительных площадках и при создании внешних разбивочных сетей создают на базе плановых сетей, т.е. для части плановых сетей определяют высотные отметки.

Как правило, сети образуют полигоны с узловыми точками (общими точками пересечения двух или более ходов одного и того же класса). Каждый нивелирный ход опирается обоими концами на реперы ходов более высокого класса или узловые точки. [9]

2.5 Развитие опорных сетей

Опорные сети создаются для обеспечения практически всех видов инженерно-геодезических работ. Пункты опорных сетей хранят на территории работ плановые и высотные координаты. Эти сети служат основой для производства топографических съёмок при:

1. Изысканиях.

2. Для выполнения различных работ на территории городов и населенных пунктов.

3. При составлении исполнительной документации.

4. Для выполнения различных работ при строительстве зданий и сооружений.

5. Для наблюдения за осадками и деформациями оснований сооружений и самих сооружений.

Такое широкое использование опорных геодезических сетей определяет различные схемы и методы их построения.

Инженерно-геодезические плановые и высотные опорные сети представляют собой систему геометрических фигур, вершины которых закреплены на местности специальными знаками. Плановые и высотные опорные сети создают в соответствии с заранее разработанным проектом производства геодезических работ.

Инженерно-геодезические сети обладают рядом характерных особенностей:

1. Сети часто создаются в условной системе координат с привязкой к государственной системе координат.

2. Форма сети определяется обслуживаемой территорией или формой объектов, группы объектов.

3. Сети имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов.

4. Длины сторон, как правило, короткие.

5. К пунктам сети предъявляются повышенные требования по стабильности положения в сложных условиях эксплуатации;

6. Условия наблюдения, как правило, неблагоприятные.

Приведённые выше требования определяют значительное разнообразие опорных сетей, как по конфигурации, так и по точности их создания.

Виды построения сетей зависят от многих причин:

1. Тип объекта, его форма и занимаемая площадь.

2. Назначение сети.

3. Физико-географические условия.

4. Требуемая точность.

5. Наличие измерительных средств.

Высотные опорные сети создают, как правило, методом геометрического нивелирования в виде одиночных ходов или систем ходов и полигонов, проложенных между исходными реперами. Использование электронных тахеометров позволяет заменять в отдельных случаях метод геометрического нивелирования методом тригонометрического.

2.6 Сети сгущения

Триангуляционные сети

Эти сети в инженерно-геодезических работах используют в качестве основы топографических съемок и разбивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений.

Этот метод состоит в построении сети треугольников, в которых измеряют все углы и как минимум две стороны на разных концах сети. По длине одной из сторон и углам треугольников определяют стороны всех треугольников сети.

Зная дирекционный угол одной из сторон сети и координаты одного из пунктов, можно вычислить координаты всех пунктов.

Триангуляция используется для построения сетей сгущения первого и второго разрядов. В сетях триангуляции треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним. В особых случаях допускают величину острого угла до 20?, а тупого до 140?.

Для съемочных работ триангуляционная сеть позволяет сократить длины развиваемых на ее основе сетей сгущения и способствует уменьшению погрешностей в сетях низших разрядов и съемочных сетях.

Трилатерациоонные сети

Трилатерация применяется для построения инженерно-геодезических сетей третьего и четвертого классов и сетей сгущения первого и второго разрядов различного назначения.

Сети трилатерации, создаваемые для решения инженерно-геодезических задач, часто строят в виде свободных сетей, состоящих из отдельных типовых фигур:

- геодезических четырехугольников;

- центральных систем треугольников;

- комбинаций с треугольниками.

Трилатерациоонные сети получили широкое распространение в строительстве. Особенно часто их используют при создании:

1. Высокоэтажных зданий.

2. Дымовых труб.

3. Атомных электростанций.

4. Градирен.

5. При монтаже сложного технологического оборудования.

Типовой фигурой в трилатерационных сетях является треугольник с измеренными сторонами а, в и с (рисунок 1).

рисунок 1

Углы вычисляется по одной из следующих формул:

 (формула 1)

(формула 2)

(формула 3)

Одним из недостатков трилатерационных сетей из треугольников является отсутствие полевого контроля качества измерений для каждой фигуры, так как сумма вычисленных углов треугольника всегда равна 180° при любых ошибках измерений длин сторон, даже при грубых промахах. В связи с этим на практике часто используют сети из геодезических четырехугольников.

В каждом геодезическом четырехугольнике измерено шесть сторон, причем одна из них (любая) является избыточной и может быть вычислена, используя результаты измерений других сторон. Это может служить полевым контролем качества измерений длин линий. Кроме того, геодезический четырехугольник является более жесткой фигурой и ряд, составленный из таких фигур, обладает более высокой точностью.

Полигонометрия

Является наиболее распространенным видом инженерно-геодезических опорных сетей. Применяется она для всех видов инженерно-геодезических работ, включая наблюдения за плановыми смещениями сооружений.

В зависимости от площади объекта, его формы, обеспеченности исходными пунктами полигонометрию проектируют в виде одиночных ходов, опирающихся на исходные пункты высшего класса (разряда), систем ходов с узловыми точками или систем замкнутых полигонов.

Наиболее широко применяемые в практике инженерно-геодезических работ полигонометрические сети состоят из ходов 4 класса, 1 и 2 разрядов. При этом полигонометрия 4 класса существенно отличается от той же полигонометрии, создаваемой для построения государственной геодезической сети, допустимыми длинами ходов и ошибками измерения углов.

Линейно-угловые сети

Широкое внедрение в практику геодезических работ светодальномерной техники привело к распространению линейно-угловых построений. В линейно-угловых сетях измеряются все или часть углов и сторон. Они позволяют вычислить координаты пунктов точнее, чем в сетях триангуляции и трилатерации в 1,5 раза. Также обеспечивается жесткий контроль угловых и линейных измерений.

Линейно-угловым построением, применяемым в инженерно-геодезической практике, является четырехугольник без диагоналей, в котором измерены две смежные стороны и все углы.

При реконструкции такой способ неприемлем. В этом случае новую строительную сетку следует развивать как продолжение существуюшей. От вынесенного и закрепленного в натуре исходного направления выполняют детальную разбивку строительной сетки двумя способами:

1. Осевой способ.

2. Способ редуцирования.

При осевом способе строительную сетку строят сразу с расчетной точностью путем отложения проектных элементов.

При способе редуцирования сетку сначала строят с точностью 1:1000 - 1:2000 согласно проекту и закрепляют временными знаками. Затем создают на площадке плановые сети и определяют точные координаты всех закрепленных временных пунктов сетки.

Другим примером линейно-угловой сети служит опорная сеть, применяемая при строительстве мостовых переходов. В этих сетях измеряют:

1. Все четыре стороны.

2. Все четыре угла. [13]

Глава III. «Разбивочные работы и составление технического проекта»

3.1 Виды и задачи инженерных изысканий

Проектирование, а в последующем и строительство инженерного сооружения, ведется на основе комплекса специальных работ, называемых инженерными изысканиями. Основные задачи инженерных изысканий -- изучение природных и экономических условий района будущего строительства, составление прогнозов взаимодействия объектов строительства с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения.

Каждая стадия изысканий должна обеспечивать материалами соответствующую стадию проектирования. В связи с этим различают изыскания:

1) предварительные на стадии технико-экономического обоснования (ТЭО) или технико-экономического расчета (ТЭР);

2) на стадии проекта;

3) на стадии рабочей документации.

Изыскания делятся на экономические и технические.

Экономические изыскания проводят с целью определения экономической целесообразности строительства сооружения в конкретном месте с учетом обеспеченности его строительными материалами, сырьем, транспортом, водой, энергией, рабочей силой и т. п. Экономические изыскания обычно предшествуют техническим.

Технические изыскания ведут для того, чтобы дать исчерпывающие сведения о природных условиях участка с целью наилучшего учета и использования их при проектировании и строительстве.

Для оценки участка предполагаемого строительства комплексно проводят следующие изыскания: основные -- инженерно-геодезические, инженерно-геологические и гидрогеологические; гидрометеорологические, климатологические, метеорологические, почвенно-геоботанические и др.

Основные изыскания выполняют в первую очередь на всех типах сооружений.

Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить информацию о рельефе и ситуации местности и служат основой не только для проектирования, но и для проведения других видов изысканий и обследований. В процессе инженерно-геодезических изысканий выполняют работы по созданию геодезического обоснования и топографической съемке в разных масштабах на участке строительства, производят трассирование линейных сооружений, геодезическую привязку геологических выработок, гидрологических створов, точек геофизической разведки и многие другие работы.

Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания дают возможность получить представление о геологическом строении местности, физико-геологических явлениях, прочности грунтов, составе и характере подземных вод и т. п. Эти сведения позволяют сделать правильную оценку условий строительства сооружения.

Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристики климата района. В процессе гидрометеорологических изысканий определяют характер изменения уровней, уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляют расходы воды, производят промеры глубин, ведут учет наносов и т. д.

К инженерным изысканиям для строительства также относятся: геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защите территорий; локальный мониторинг компонентов окружающей среды, научные исследования в процессе инженерных изысканий, авторский надзор за использованием изыскательской продукции; кадастровые и другие сопутствующие работы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.

Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и размерами проектируемого сооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадией проектирования.

3.2 Назначение, виды и особенности построения опорных сетей

Для обеспечения практически всех видов инженерно-геодезических работ создаются опорные сети, пункты которых хранят на территории работ плановые и высотные координаты. Эти сети служат основой для производства топографических съемок при изысканиях; для выполнения различных работ на территории городов; при составлении исполнительной документации; для выполнения разбивочных работ при строительстве зданий и сооружений; для наблюдений за осадками и деформациями оснований сооружений и самих сооружений. Такое широкое использование опорных геодезических сетей определяет различные схемы и методы их построения.

Инженерно-геодезические плановые и высотные опорные сети представляют собой систему геометрических фигур, вершины которых закреплены на местности специальными знаками. Плановые и высотные опорные сети создают в соответствии с заранее разработанным проектом производства геодезических работ (ППГР). При составлении этого проекта собирают сведения, относящиеся к опорным геодезическим сетям во всех организациях, производящих работы на территории города или поселка в районе строительства; в территориальных инспекциях Федеральной службы геодезии и картографии при Совете Министров РФ, в управлениях (отделах) по делам строительства и архитектуры; в краевых, областных и городских администрациях; в изыскательских и проектно-изыскательских организациях. По собранным материалам составляют схему расположения пунктов ранее выполненных опорных геодезических сетей всех классов и разрядов в пределах территории предстоящих работ. В инженерно-геодезической практике достаточно часто встречаются случаи, когда сеть создается заново, даже при наличии близкорасположенных пунктов ранее созданных сетей. Это делается с целью обеспечения повышенной точности определения взаимного положения пунктов.

Выбор вида построения зависит от многих причин: типа объекта, его формы и занимаемой площади; назначения сети; физико-географических условий; требуемой точности; наличия измерительных средств у исполнителя работ. Например, триангуляцию применяют в качестве исходного построения на значительных по площади или протяженности объектах в открытой пересеченной местности; полигонометрию - на закрытой местности или застроенной территории (полигонометрия - наиболее маневренный вид построения); линейно-угловые построения - при необходимости создания сетей повышенной точности; трилатерацию - обычно на небольших объектах, где требуется высокая точность; строительные сетки - на промышленных площадках.

В зависимости от площади, занимаемой будущим объектом, и технологии строительства, инженерно-геодезические сети могут строиться в несколько последовательных стадий (ступеней). При этом возможно сочетание различных видов построений. Например, для съемочных и разбивочных работ триангуляция или линейно-угловые сети могут служить основой для дальнейшего сгущения полигонометрическими и теодолитными ходами. Развитие измерительных средств во многом определяет выбор метода построения опорных сетей. Широкое внедрение в производство электронных тахеометров привело к тому, что линейно-угловые сети и полигонометрия используются наиболее часто. [8]

3.3 Съемки и съемочное обоснование

Топографическая съемка -- этот комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для составления топографических карт и планов. Различают съемки для составления топографических планов крупных масштабов (1: 500, 1: 1000, 1:2000, 1: 5000) и мелких (1:10000, 1:25000 и мельче). В инженерной геодезии выполняют в основном съемки крупных масштабов.

Съемке и отображению на топографических планах подлежат все элементы ситуации местности, существующей застройки, благоустройства, подземных и наземных коммуникаций, а также рельеф местности.

Точки, определяющие на плане положение контуров ситуации, условно делят на твердые и нетвердые. К твердым относят четко определяемые контуры сооружений, построенных из долговременных материалов (кирпича, бетона), например, углы капитальных зданий. Контуры, не имеющие четких границ, например луга, леса, пашни, относят к нетвердым.

На топографические планы наносят пункты плановых и высотных геодезических сетей, а также все точки, с которых производят съемку, если они закреплены постоянными знаками. На специализированных планах допускается отображение не всей ситуации местности, а только тех объектов, которые необходимы: применение нестандартных высот сечений рельефа, снижение или повышение точности изображения контуров и съемки рельефа.

Топографическую съемку выполняют с точек местности, положение которых в принятой системе координат известно. Такими точками служат пункты опорных государственных и инженерно-геодезических сетей. Однако их количества, приходящегося на площадь снимаемого участка, большей частью бывает недостаточно, поэтому геодезическая основа сгущается обоснованием, называемым съемочным.

Съемочное обоснование развивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей. На участках съемки площадью до 1 км² съемочное обоснование может быть создано в виде самостоятельной геодезической опорной сети.

При построении съемочного обоснования одновременно определяют положение точек в плане и по высоте. Плановое положение точек съемочного обоснования определяют положением теодолитных и тахеометрических ходов, построением аналитических сетей из треугольников и различного рода засечками. Высоты точек съемочного обоснования чаще всего определяют геометрическим и тригонометрическим нивелированием.

Самый распространенный вид съемочного планового обоснования -- теодолитные ходы, опирающиеся на один или два исходных пункта, или системы ходов, опирающихся не менее чем на два исходных пункта. В системе ходов, в местах их пересечений, образуются узловые точки, в которых могут сходиться несколько ходов.

Длины теодолитных ходов зависят от масштаба съемки и условий снимаемой местности. Например, для съемки застроенной территории в масштабе 1: 5000 длина хода не должна превышать 4,0 км; в масштабе 1: 500 -- 0,8 км; на незастроенной территории -- соответственно 6,0 и 1,2 км. Длины линий в съемочных теодолитных ходах должны быть не более 350м и не менее 20 м. Относительные линейные невязки в ходах не должны превышать 1:2000, а при неблагоприятных условиях измерений (заросли, болото) -- 1: 1000.

Углы поворота на точках ходов измеряют теодолитами со средней квадратической ошибкой 0,5' одним приемом. Расхождение значений углов в полуприемах допускают не более 0,8'. Длину пиний в ходах измеряют оптическими или светодальномерами, мерными лентами и рулетками. Каждую сторону измеряют дважды -- в прямом и обратном направлениях. Расхождение в измеренных значениях допускается в пределах 1:2000 от измеряемой длины, линии.

Точки съемочного обоснования, как правило, закрепляют на местности временными знаками: деревянными кольями, столбами, металлическими штырями, трубами. Если эти точки предполагается, использовать в дальнейшем для других целей, их закрепляют постоянными знаками.

Для составления топографических планов применяют следующие методы съемок:

- аналитический;

- мензульный;

- тахеометрический;

- аэрофототопографический;

- фототеодолитный;

- съемка нивелированием поверхности;

- съемка с помощью спутниковых приемников.

Применение того или иного метода зависит в основном от условий и масштаба съемки.

3.4 Проложение теодолитных ходов

Теодолитным ходом называют систему закрепленных в натуре точек, например, 1,4, 5, координаты которых определены из измерения углов в и расстояний D.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности -- рекогносцировки, цель которой -- определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети. Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20...350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход.

После того как выбраны и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов.

Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода (либо левые, либо правые по ходу продвижения) выполняют теодолитами.

В журнале измерения горизонтальных углов часть места отводят для схематической зарисовки (абриса) положения точек теодолитного хода и показательных записей. Абрис служит основным документом, по которому находят на местности точки теодолитного хода.

Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам более высокого класса. Привязка состоит в том, что определяют положение хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов.

Основную обработку результатов хода в теодолитном ходе выполняют после полевого контроля и записывают на бланках-ведомостях. Исходные данные для обработки: горизонтальные углы, длины сторон, дирекционный угол примычной стороны и координаты точек государственной геодезической сети, к которым привязывают теодолитный ход.

Подсчитывают сумму измеренных углов и теоретическую сумму углов.

Определяют допустимость вычисленной угловой невязки по сравнению с заранее вычисленной.

По исходному дирекционному углу вычисляют дирекционные углы остальных сторон теодолитного хода. Вычисления ведут по правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус горизонтальный угол, лежащий справа по ходу. Если при вычислении уменьшаемый угол окажется меньше вычитаемого, к уменьшаемому углу прибавляют 360°. Если вычисленный дирекционный угол окажется больше 360°, из него вычитают 360°.

Вычисляют значения румбов.

Вычисляют горизонтальные проложения длины линий.

Подсчитывают длину теодолитного хода ?D.

Используя таблицы приращений координат, вычисляют ?х и ?у.

Подсчитывают алгебраическую сумму положительных и отрицательных

значений приращений координат ??х_прак и ??у_прак

С учетом знаков находят абсолютные невязки fx и fy хода по осям х и у.

Определяют абсолютную невязку f_D хода и записывают в ведомость с погрешностью до сотых долей метра.

Вычисляют относительную линейную невязку f_D/?D.

Координаты вершин теодолитного хода получают последовательным алгебраическим сложением координат предыдущей точки хода с соответственно исправленными приращениями.

Вычисления координат точек теодолитного хода могут быть выполнены на компьютере.

Чтобы избежать ошибок при обработке результатов угловых и линейных измерений, нужно учитывать следующее:

- Выписывая и вписывая данные, необходимо, чтобы надписи были в соответствующей графе журнала или ведомости.

- При определении знака приращения рекомендуется иметь перед собой чертеж и схему для вычисления дирекционных углов.

- Наиболее действенный контроль при вычислении координат теодолитного хода -- дублирование вычислений вторым специалистом, а также замена способа вычислений.

3.5 Геодезическая подготовка проекта

Перед выносом в натуру проекта инженерного сооружения необходимо выполнить специальную геодезическую подготовку, которая предусматривает его аналитический расчет, геодезическую привязку проекта, составление разбивочных чертежей, разработку проекта производства геодезических работ (ППГР).

Для выноса сооружения в натуру необходимо иметь на местности геодезические пункты с известными координатами. В этой же системе должны быть получены координаты основных точек сооружения, определяющих его геометрию. Координаты пунктов геодезической разбивочной основы определяют по результатам измерений, проводимых при ее создании. Координаты же точек, принадлежащих сооружению, определяют графически или вычисляют аналитически. При этом используют основные чертежи проекта: генеральный план, определяющий состав и местоположение сооружения; рабочие чертежи, на которых в крупных масштабах показаны планы, разрезы, профили всех частей сооружения с размерами и высотами деталей; план организации рельефа; планы и профили дорог, подземных коммуникаций.

Весь комплекс геодезической подготовки проекта состоит из аналитического расчета элементов проекта. По значениям проектных размеров и углов находят в принятой системе проектные координаты основных точек сооружений, элементов планирования и благоустройства (осей проездов, коммуникаций, дорог и т. п.).

Одновременно контролируют правильность нанесения размеров на чертежах.

Различают три способа геодезической подготовки проекта: аналитический, графо-аналитический и графический.

При аналитическом способе все данные для разбивки находят путем математических вычислений, причем координаты существующих зданий и сооружений определяют непосредственно геодезическими измерениями в натуре, а размеры элементов проекта задают, исходя из технологических расчетов. Этот способ применяют в основном при реконструкции и расширении предприятий, в стесненных условиях застройки.

Чаще применяют графо-аналитический способ, когда положение исходных точек определяют графически с топографического плана, а остальных точек, жестко связанных с исходными, -- аналитически. Например, для определения положения здания на местности по топографическому плану находят координаты одного из углов здания и дирекционное направление на другой угол. Далее по проектным размерам вычисляют координаты всех остальных углов здания.

Если проект сооружения не связан с существующими строениями, то иногда применяют графический способ проектирования, при котором все планировочные элементы определяются графически по топографическому плану. Расчет проекта производят по графическим координатам всех его главных точек. Чтобы уменьшить, по возможности, влияние деформации планов, до определения графических координат измеряют действительные размеры квадратов координатной сетки. Для крупномасштабных планов они должны быть равны 100 мм. При отклонении сторон квадрата на величину, не превышающую 0,2 мм, координаты определяют следующим образом. Через определяемую точку i проводят прямые, параллельные осям координат. Измеряют расстояния а и b соответственно от южной и северной сторон квадрата координатной сетки до определяемой точки, а₁ и b₁ -- от западной и восточной сторон. Координаты точки вычисляют по формулам

(формула 4)

(формула 5)

где х₀ и у₀ - координаты юго-западного угла квадратной сетки.

Для выноса проекта в натуре независимо от способа проектирования все его геометрические элементы должны быть строго математически увязаны между собой и с имеющимися на площадке капитальными здании и сооружениями. Это необходимо для устранения влияния на точность разбивочных работ ошибок в принятых для проектирования исходных данных (координатах, высотах, длинах линий), особенно взятых графически с плана.