Вертикальная планировка

Министерство образования  и науки Российской Федерации 

Высшего профессионального  образования 

«Оренбургский государственный  университет» 

Архитектурно-строительный факультет 

Кафедра городского кадастра 

Расчетно-графическое  задание 

по геодезии на тему 

Вертикальная планировка 

Руководитель: 

Кузьмин М.С.  

Исполнитель: 

Студент группы 08ГК  

Шершнева П. 

г. Оренбург 2010 

Введение 

Вертикальная планировка местности представляет собой преобразование существующего рельефа местности. Она решает следующие инженерные задачи: 

Создание рельефа  обеспечивающего бесприпятсвенный отвод поверхностных вод. 

Безопасное движение транспорта. 

Благоприятное условие  для прокладки инженерных сетей. 

Благоприятное размещение зданий и сооружений. 

Благоустройство и  деление территории. 

Для решения этих задач выполняются работы по выемки, подсыпки и перемещения грунтовых  масс, в результате чего создается  поверхность, отвечающая требованиям  последующий эксплуатации территории. 

Поскольку земляные работы в комплексе строительства  объекта занимают важное место как  по объему таки по стоимости, то при вертикальной планировки необходимо стремиться получить минимальный объем земляных работ. 

Это достигается  более рациональным использованием существующего рельефа местности  и решением задач из условия о  балансе, т.е. объемы грунта из выемки полностью  укладываются в земляную насыпь. 

Цель работы: 

получение теоретических  и практических навыков по выполнению вертикальной планировки местности. 

Исходные данные: 

План нивелирования  по квадратам М 1:500 выполненный во втором семестре по дисциплине инженерная геодезия. 

Проект и уклон  местности по осям Х и У назначенный по вариантам: 

iх=+(+№вар. в )= =+(+ )=+ 

iу=-(+№вар. в )==-(+ )= 

Проектирование наклонной  площадки 

По отметкам вершин квадратов рассчитываем проектную  отметку центра тяжести всей площадки.  

Находим координаты центра тяжести площадки по формулам: 

Xц.т.=  ; Yц.т.=; 

где n – число точек. 

Расчет: Хц.т.==  

Yц.т.= 

Точку центра тяжести  принимаем как т. М (60;30). 

Определяем проектную  отметку центра тяжести по формуле: 

Нц.т.= 

Где n – число квадратов; 

- сумма отметок,  принадлежащих только одному  квадрату: 

ΣН1=1+ ΣН4+ ΣН25+ ΣН28=128,117+128,866+126,135+126,635=509,753 

- сумма отметок,  принадлежащих 2 квадратам: 

ΣН2=2+ ΣН3+ ΣН5+ ΣН8 +ΣН9+ΣН12+ ΣН13+ ΣН16+ ΣН17 +ΣН20+ ΣН21+ ΣН24=128,384+128,636+ 127,836+128,474+127,506+ 128,093+ 127,175+127,707 +26,8036+127,311+126,473+126,907=1784,037 

- сумма отметок  принадлежащих 4 квадратам: 

ΣН4 ΣН6+ ΣН7+ ΣН10+ ΣН11 +ΣН14+ΣН15+ ΣН18+ ΣН19+ ΣН22  

+ΣН23=128,072+128,286+127,724+127,917+127,383+127,556+127,032+ 

127,177+126,655+126,761=1274,563 

ΣНц.т.= (509,753+3568,074+5098,252)/4*18=127,446 

Проектные отметки  всех вершин квадратов рассчитываем по формуле: 
 
 

где S – расстояние между точкой М (60;30) и вершиной квадрата. 

Для более простого расчета проектных отметок выбираем дополнительную точку на стороне  квадрата по x или y от т.М и рассчитываем проектную отметку этой точки по формуле: 
 
 

Учитывая то, что  уклон по линии Оу берется с обратным знаком. 

ΣНм=127,446-10*(-0,031)=127,756 

От т. М рассчитываем все проектные отметки:  

ΣН13=127,756-20*(-0,031)=128,376 

ΣН15=127,756+20*(-0,031)=127,136 

ΣН16=127,136+20*(-0,031)=126,516 

ΣН17=128,376-20*0,028=127,816 

ΣН18=127,816 +20*(-0,031)=127,196 

ΣН19=127,196+20*(-0,031)=126,576 

ΣН20=126,576+20*(-0,031)=125,956 

ΣН24=125,956-20*0,028=125,396 

ΣН23=125,396-20*(-0,031)=126,016 

ΣН22=126,016-20*(-0,031)=126,636 

ΣН21=126,636-20*(-0,031)=127,256

ΣН25=127,256-20*0,028=126,696 

ΣН26=126,696+20*(-0,031)=126,076 

ΣН27=126,076+20*(-0,031)=125,456 

ΣН28=125,456+20*(-0,031)=124,836 

ΣН12=126,516+20*0,028=127,076 

ΣН11=127,076-20*(-0,031)=127,7696 

ΣН10=127,696-20*(-0,031)=128,316 

ΣН9=128,316-20*(-0,031)=128,936 

ΣН5=128,936+20*0,028=129,496 

ΣН6=129,496+20*(-0,031)=128,876 

ΣН7=128,876+20*(-0,031)=128,256 

ΣН8=128,256+20*(-0,031)=127,636 

ΣН4=127,636+20*0,028=128,196 

ΣН3=128,196-20*(-0,031)=128,816 

ΣН2=128,816-20*(-0,031)=129,436 

ΣН1=129,436-20*(-0,031)=130,056 

После расчета проектных  отметок, выписываем их в вершины  квадратов (красные отметки) и строим «План организации рельефа», для  которого необходимо провести по вычисленным  красным отметкам красные горизонтали. 

Первую красную  горизонталь определяем методом  интерполирования: 

; ; 

где  - высота сечения  красных горизонталей, которая выбирается в зависимости от рельефа и  масштаба плана; 

- знаменатель численного  масштаба; 

  

После расчета, от первой красной горизонтали по начальным  линиям х и у откладываем рассчитанный шаг красных горизонталей. Красные горизонтали проводятся по всей площади разбивочного плана. (см. Приложение, лист №1 «План организации рельефа»). 

Кроме «Плана организации  рельефа», для вертикальной планировки местности, необходимо рассчитать «Картограмму земляных масс». 

Рабочие отметки  на всех вершинах квадратов рассчитываем по формуле: 
 
 

где - рабочая отметка  вершины квадрата; 

- проектная отметка  вершины квадрата; 

- существующая отметка  земли вершины квадрата; 

Расчет:  

h1=1, 94 h15=-0.42  

h2=1.04 h16=-1.19  

h3=0.18 h17=0.9 

h4 =-0.67 h18=0.16 

h5=1.66 h19=-0.6 

h6=0.8 h20=-1.36 

h7=-0.03 h21=0.78 

h8=-0.84 h22=-0.02 

h9=1.43 h23=-0.75 

h10=0.59 h24=-1.51 

h11=-0.22 h25=0.56 

h12=-1.02 h26=-0.22 

h13=1.2 h27=-0.95 

h14=0.37 h28=-1.8 

На тех сторонах квадратов, где рабочие отметки  имеют знак «+» и «-», находим точки нулевых работ, которые рассчитываем отдельно для каждой стороны по формуле: 
 
 

где - расстояние между  точками; 

x3-4= [0.18]/ ([ 0.18] +[ 0.67])*20=4.24/5=0.9 

x6-7=[ 0.8]/([0.8 ]+[0.03 ])*20=19.28/5=3.9 

x10-11=[ 0.59]/([ 0.59]+[ 0.22])*20=14.57/5=2.9 

x14-15=[ 0.37]/([0.37 ]+[ -0.42])*20=9.37/5=1.9 

x18-19=[ 0.16]/([ 0.16]+[ 0.6])*20=4.1/5=0.8 

x21-22=[ 0.56]/([ 0.56]+[ -0.22])*20=14.37/5=2.9 

x25-26=[ 0.78]/([ 0.78]+[ -0.02])*20=19.5/5=3.9 

Через полученные точки  нулевых работ проводим линию  нулевых работ, которая отделяет насыпь от выемки. (см. Приложение лист 2 «Картограмма земляных работ»). Линия нулевых работ – совокупность точек нулевых работ. 

При проведении лини нулевых работ получаем полные квадраты, в вершинах которых рабочие отметки  имеют один и тот же знак. И  неполные квадраты. Для удобства расчета  разделяем каждый квадрат на простые  геометрические фигуры (прямоугольник, треугольник, трапеция и др.) в каждой из которых будем считать объем насыпи или выемки. Для удобства оцифровываем все фигуры по порядку (см. Приложение лист 2 «Картограмма земляных работ»). 

Объем земляных работ  в каждом полном квадрате находим  по формуле: 
 
 

где S – площадь  полного квадрата; 

hраб.ср. – средняя отметка между всеми вершинами квадрата, которая находится по формуле:  
 
 

V1= [(1,94+1,04+1,66+0,8)/4]*400=544 

V6= [(1,66+0,8+1,43+0,59)/4]*400=448 

V10= [(1,43+0,59+1,02+0,37)/4]*400=341 

V14= [(1,02+0,37+0,98+0,16)/4]*400=253 

V7= [(0,8+0,59)/4]*335=116,413 

V11= [(0,59+0,37)/4]*230=55,2 

V15 = [(0,37+0,16)/4]*320=42,4 

V23 = [(0,78+0,56)/4]*340=113,9 

V=Σ hраб./3* Sоснов 

V3 = [(0,18)/3]*42,75=2,565 

V19 = [(0,16)/3]*37=1,973 

V2 = [(1,04+0,18+0,8)/5]*395=159,58 

V18 = [(0,98+0,16+0,78)/5]*392,5=150,72 

Vнас .= 2228,751 

Выемка: 

V =Σ hраб./4* Sоснов.  

V9= [(-0,03-0,84-0,22-1,02)/4]*400=211 

V13= [(-0,22-1,02-0,42-1,19)/4]*400=285 

V17= [(-0,42-1,19-0,6-1,36)/4]*400=357 

V22= [(-0,6-1,36-0,75-1,51)/4]*400=422 

V25= [(-0,02-0,75-0,22-0,95)/4]*335=194 

V26= [(-0,75-1,51-0,95-1,8)/4]*230=501 

V8 = [(-0,03-0,22)/4]*60=3,75 

V12 = [(-0,22-0,42)/4]*160=25,6 

V16 = [(-0,42-0,6)/4]*260=66,3 

V24 = [(-0,02-0,22)/4]*60=3,6 

V=Σ hраб./3* Sоснов 

V5 = [(-0,03)/3]*5=0,05 

V21 = [(-0,02)/3]*7,5=0,05 

V4 = [(-0,67-0,84-0,03)/5]*357,25=110,033 

V20 = [(-0,6-0,75-0,02)/5]*363=99,462 

Vвыем. = 2278,845 

Под чертежом «Картограмма земляных работ» вычерчивается 2 графы, в которых записываются по вертикальным столбцам «Насыпь» и «Выемка». (см. Приложение лист 2). 

При подсчете общего объема земляных работ подводим «Баланс  земляных работ», рассчитанный по формуле: 

V = (ΣVнас .- ΣVвыем.)/ (ΣVнас .+ ΣVвыем.)*100% 

V = (2228,751- 2278.845)/ (2228,751+2278,845)*100%=(-50,094/4507,596)*100%=-1,1% 

Баланс земляных работ, должен быть не больше 2% . 

Список используемой литературы 

Интулов И.П. Инженерная геодезия в строительном производстве. Учебное пособие для вузов,– Воронеж, 2004. 

Лекции по геодезии.