Геодезические работы при проектировании и строительстве городов

метки: Пункт, Работа, Геодезический, Геодезия, Здание, Строительство, Строительный, Курсовой

Данная курсовая работа посвящена такому виду геодезических работ как построение планового и высотного геодезических обоснований.

Курсовая работа по предмету «Прикладная геодезия» является итогом изучения раздела «Геодезические работы при проектировании и строительстве городов», в результате выполнения которой будут развитие и закрепление навыков работы с картой, технической литературой и нормативными документами.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

геодезический обоснование проект съемка

При составлении проекта работ создания геодезической опорной сети для съемок городской территории площадью 102,6 км2 необходимо руководствоваться следующей схемой развития опорной геодезической сети:

• Построение каркасной спутниковой сети (КС) на всей территории города;
• Развитие плановой геодезической основы на территории города пунктами спутниковой городской геодезической сети I класса (СГГС-1);
• Построение нивелирных сетей II и III классов на всем листе карты.

Задан лист карты, исходные пункты для составления графического проекта каркасной сети и спутниковой городской геодезической сети I класса и исходные реперы I класса для графического проекта нивелирных сетей II, III классов.

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАЙОНА РАБОТ

2.1 Административная принадлежность

Участок работ расположен в Выборгском районе. С юго-запада территория района омывается водами Финского залива. Занимает всю западную половину Карельского перешейка. Административное положение участка — северо-западная часть Ленинградской области.

Граничит:

• на севере — с республикой Карелией (Лахденпохский район);
• на северо-востоке — с Приозерским муниципальным районом;
• на востоке — со Всеволожским муниципальным районом;
• на юго-востоке — с городом федерального подчинения Санкт-Петербургом;
• на западе — государственная граница с Финляндией.

В Выборгском районе хорошо развивается как промышленность, так и сельское хозяйство. Наиболее развито из отраслей промышленности целлюлозно-бумажное производство и горнодобывающая промышленность.

Организация инженерно–геодезических работ в строительстве зданий и сооружений

... Геодезические работы в строительстве выполняются в несколько последовательных этапов. При выборе площадки под строительство геодезическая служба собирает, анализирует и обобщает материал, касающийся обеспечения строительства геодезической основой: наличие и состояние геодезических пунктов и реперов нивелирной сети: ...

2.2 Рельеф

Район расположен на территории Выборгской низменности Балтийского щита, где близко к поверхности выходят породы раннепротерозейского периода. Они покрыты озёрными и озёрно-аллювиальными отложениями четвертичного периода. Большая часть района входит в Балтийско-Ладожский ландшафтный округ, где преобладает равнинная местность. Характерными ледниковыми формами рельефа являются «бараньи лбы».

В районе имеется множество месторождений гранитов, торфа, песков. Также Выборгский район уникален наличием месторождений своеобразных сапропелевых грязей (так называемых гиттий), сформировавшихся 5-7 тысяч лет назад и залегающих вдоль Финского залива.

2.3 Грунты и почвы

На территории района преобладают подзолистые почвы, бедные перегноем и отличающиеся значительной кислотностью. Основными почвообразующими породами являются пески и супеси. Сельскохозяйственное использование этих почв требует искусственного улучшения. Категория №2.

2.4 Климат

Климат района морской с переходом к континентальному. Зима умеренно мягкая. Средние температуры февраля ?8 °C. Лето умеренно теплое. Средняя температура июля +17 °C. Район находится в зоне избыточного увлажнения. Осадки выпадают до 700 мм в год. В июне наблюдаются белые ночи. Число часов солнечного сияния 1530 в год. Купальный сезон с середины июня до конца августа.

Направление ветра с севера на юг.

2.5 Гидрография

На юге район омывается водами Финского и Выборгского заливов. К западу от последнего начинается полоса настоящих шхер. Крупнейшей рекой, протекающей по территории района, является Вуокса. Кроме неё в районе находится множество небольших рек, таких как Гороховка, Ильменйоки, Перовка, Селезнёвка и других. Из внутренних вод на территории района имеется множество озёр ледникового происхождения, занимающих более 7 % площади, крупнейшие из которых Глубокое (37,9 кмІ), Нахимовское (14,3 кмІ), Пионерское (13,8 кмІ), Красногвардейское (10,6 кмІ).

Значительная часть территории района (более 5 %), заболочена, прежде всего на юге и юго-востоке.

2.6 Растительность

Территория области расположена в зоне тайги. Коренные сосновые и, особенно, еловые леса сильно истощены, в основном, они замещены малоценными и малопродуктивными производными мелколиственными лесами и мелколесьями (берёза, осина, ольха серая).

Средняя высота деревьев 20 метров, толщина ствола до 23 см., а среднее расстояние между деревьями достигает 4 метров. В лесах области произрастают лекарственные растения и ягоды: ландыш майский, толокнянка, черника, брусника, клюква, малина.

2.7 Населенные пункты

Среднее расстояние между населенными пунктами 15-30 километров.

2.8 Дорожная сеть

Участок сильно пересечен дорогами разных типов и классов, такие как полевые и лесные дороги, пешие тропы, узкоколейные и станции на них, трамвайные линии, усовершенствованные шоссе, обсадки, насыпи, а также грунтовые (проселочные) дороги.

3. Эскиз генерального плана города

Генеральный— проектный документ, на основании которого осуществляется планировка, застройка, реконструкция и иные виды градостроительного освоения территорий. Основной частью генерального плана является изображение, полученное методом графического наложения чертежа проектируемого объекта на топографический, инженерно-топографический или фотографический план территории. При этом объектом проектирования может являться как земельный участок с расположенным на нём отдельным архитектурным сооружением, так и территория целого города или муниципального района.

После тщательного изучения карты на кальку были нанесены физико-географические особенности региона, на основе которых был выбран участок под строительство города. Данный участок разделили на 3 части, площадь которых может быть примерно определена из соотношения 3:2:1, рекомендуемого для жилой зоны, зоны отдыха и зоны промышленной застройки соответственно. Жилая и промышленная зоны были по возможности расположены на равнинной местности с наименьшим перепадом высот и крутизной скатов. Были учтены и следующие требования: наличие водных источников, снабжение электроэнергией, газом, топливом, возможность сброса технических и канализационных вод.

К взаимному положению проектируемых зон как на плане, так и высоте были применены следующие условия:

• Жилая зона должна располагаться с подветренной стороны «розы ветров» по отношению к промышленной зоне;
• Указанные зоны должны быть отделены друг от друга (например, зоной отдыха);
• Промышленная зона не должна располагаться вблизи водостока (реки), озера или водохранилища, примыкающего к жилой зоне города;
• Жилая зона должна быть расположена выше зоны промышленной застройки.

При выборе участка под зону отдыха (зеленую зону) были учтены физико-географические особенности района предстоящих работ (расположение лесных массивов, водоемов, рельеф местности и т.д.), а также местоположение запроектированных жилой и промышленной зон. Зона отдыха запроектирована равномерно, большая ее часть примыкает непосредственно к жилой зоне города. Для проектирования квартальной застройки жилой зоны использована схема проездов ориентированных по взаимно-перпендикулярным направлениям.

Сведения о генеральном плане города

Таблица 1

Тип местности	Площадь, км2
Жилая зона	49,4
Зона отдыха	32,2
Зона под промышленную застройку	21,00
Суммарная площадь	102,6

4. Разграфка съемочных планшетов и подрасчет площадей съемки

Размеры рамок листов планов указанной разграфки:

План	По широте	По долготе
1:5000	1`50,0«	1`52,5«
1:2000	25,0«	37,5«

Находим номер шестиградусной зоны, в которой расположена заданная трапеция: n=32-3=29. Долгота осевого меридиана зоны Lo=n6°-3°=171°.Исходный лист (номенклатура У-32) имеет размеры 4°Ч6° и содержит 144 листа карт с размером трапеций 20`Ч30`. В свою очередь лист топографической карты с номенклатурой У-32-120 содержит 4 листа карты с размерами рамок трапеций 10`Ч15`, обозначены прописными буквами русского алфавита (А, Б, В, Г).

Лист карты У-32-120-Б содержит 64 листа (планшета) карт с номенклатурой У-32-120(7) в северо-западном углу трапеции и У-32-120(128) в юго-восточном углу.

5. ПРОЕКТ РАЗВИТИЯ ПЛАНОВОГО ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ

5.1 Составление графического проекта каркасной сети и спутниковой городской геодезической сети i класса

Согласно эскизу генерального плана города его площадь составляет 102,6 км2. Тогда необходимое количество пунктов КС составляет — 4, а пунктов СГГС-I — 9.

При выборе положения пунктов были учтены следующие требования:

• Треугольники в сетях должны быть по возможности равноугольными, допускается минимальное значение угла 20°, а максимальное — 160°;
• Каждый пункт СГГС-1 должен быть связан с ближайшими пунктами сети не менее, чем по трем направлениям, при этом, по крайней мере, одно из этих направлений должно опираться на исходный пункт или на пункт КС;

• Пункты КС целесообразно размещать по периметру участка работ (территории города), а пункты СГГС-1, в основном, внутри участка;

• Пункты должны быть доступными для наблюдений в любое время суток;
• Должна быть обеспечена долговременная сохранность и стабильность положения центров;
• Отсутствие на пунктах препятствий, закрывающих горизонт выше 15°;
• Каждому пункту сети присваивается его название, соответствующее названию ближайшего населенного пункта, характерному элементу ситуации, рельефа и т.п.

На рисунке 2 представлен пример типовой схемы спутниковой геодезической сети, опирающейся на два исходных пункта.

Рис. 1 — Схема спутниковой городской геодезической сети с расстановкой антенн приемников

После анализа месторасположения пунктов, включенных в СГГС, было выявлено одно препятствие, ограничивающее обзор.

Таблица видимости небосвода

Таблица 2

№ препятствия	Магнитный азимут, °	Расстояние, м	Превышение, м	Угол наклона, °	Примечание
1	166°	2500	179	4°	Вершина с отметкой вершины 261,3

Следовательно, на пункт Зибенаккерн препятствий, ограничивающих видимость, нет.

5.2 Предрасчет точности проектируемой сети

Для оценки качества графического проекта необходимо выбрать наиболее удаленные по отношению друг к другу пункты КС — «Готтен» и «Дорога на Виттель» и пункта СГГС-I — «Хильфердингзен» и «Колония Хейде». Принимая расстояние между пунктами КС равным 8,9 км, а между пунктами СГГС-I — 5 км, получим mKC=7,45 мм, mСГГС=5.5 мм.

После завершения подсчета точности, согласно выбранной схеме, составлена графическая часть проекта сети.

5.3 Закладка центров пунктов спутниковой сети

Закрепление пунктов КС и СГГС-I на незастроенных территориях с сезонным промерзанием грунта рекомендовано осуществлять центрами глубокого заложения [6], например, типа 161 (рис.2) [5].

Рис. 2 — Центр глубокого заложения типа 162

При этом установка ориентирных пунктов не предусмотрена, а для обозначения заложенных центров на расстоянии от 1 и до 3 м устанавливают опознавательные железобетонные столбы, выступающая часть которых маркируется краской.

5.4 Рекомендуемая методика наблюдений на пунктах спутниковой сети

Геодезическое применение систем GPS и ГЛОНАСС основано на дифференциальном методе фазовых спутниковых измерений, при которых участвуют не менее двух приемников и четыре или более спутников. В данном проекте будем полагать, что количество используемых для наблюдений приемников соответствует суммарному числу исходных пунктов и пунктов каркасной сети.

Наблюдения следует выполнять сетевым методом с использованием статического режима в два этапа [6].

На первом этапе производится установка приемников на двух исходных пунктах и всех пунктах КС. На втором этапе выполняют наблюдения на пунктах СГГС-I. Сущность сетевого метода завлючается в том, что при определении положения какого-либо пункта, например, пункта СГГС-I, как минимум два приемника должны быть установлены на базовых станциях (в данном случае ИП или пунктах КС), положение которых уже установлено.

В пояснительной записке проекта представлена схема расстановки спутниковых антенн, где римскими цифрами обозначено положение каждого приемника в соответствующей по времени наблюдения зоне (I, II).

Программа спутниковых наблюдений должна состоять из сдвоенных, равных по времени сеансов наблюдений: на пунктах КС не менее 3 часов каждый; на пунктахСГГС-1 — не менее 1,5 часа.

Для предварительной оценки точности результатов измерений можно воспользоваться сравнением фактической невязки приращений координат по замкнутым фигурам треугольникам) Wf с допустимой невязкой Wfдоп. Допустимая невязка приращений координат вычисляется по формуле:

где miдоп — допустимые значения погрешностей по сторонам треугольника. Для СГГС-I допустимые погрешности измерения длины определяются по формулам:

• для линии длиной менее 5 км miдоп=(5+1·10-6·D) мм;
• для линии длиной более 5 км miдоп=(5+5·10-6·D) мм.

Фактическая невязка приращений координат рассчитывается следующим образом:

, где и — невязки по осям координат.

Величины допустимых невязок для 3 треугольников СГГС-1 представлены в таблице.

Таблица 3

Предрасчет точности проектируемой СГГС-1
Треугольник	Сторона	Длина стороны, км	Допустимая погрешность стороны, мм	Допустимая невязка в треугольнике, мм
Эйберкхаккен-Готтен-Эллербум	Эйберкхаккен-Готтен	7,5	42,5	53
	Готтен-Эллербум	5,1	30,3
	Эйберкхаккен-Эллербум	2,6	7,6
Ротенуфельн-Эллербум-Бастач	Ротенуфельн-Эллербум	2,6	7,6	33
	Эллербум-Бастач	4,3	9,3
	Ротенуфельн-Бастач	5,3	31,3
Бастач-Готтен-Эллербум	Бастач-Готтен	2,6	7,6	33
	Готтен-Эллербум	5,1	30,3
	Бастач-Эллербум	4,3	9,3
Эллербум-Луттерн-Готтен	Эллербум-Луттерн	2,9	7,9	32
	Луттерн-Готтен	2,5	7,5
	Эллербум-Готтен	5,1	30,3

6. ПРОЕКТ РАЗВИТИЯ ВЫСОТНОГО ОБОСНОВАНИЯ

6.1 Графический проект нивелирных сетей II, III классов

Проект нивелирных сетей составляется в соответствии с требованиями Свода правил (СП 11-104-97) [7] и инструкции [3].

Исходными для проектируемой нивелирной сети приняли два репера I класса. Нивелирные сети строятся или в виде отдельных ходов, или в виде систем ходов с узловыми пунктами. Отдельный нивелирный ход или система нивелирных ходов опираются не менее, чем на два исходных пункта.

Нивелирные ходы были спроектированы по наиболее благоприятным линиям (незначительный уклон, минимальное число переходов через водные преграды, отсутствие заболоченных мест).

Поскольку на рассматриваемой территории нет капитальных зданий (город только проектируется), нивелирные сети закрепляли грунтовыми реперами. Условия для места для закладки репера:

• длительная сохранность пункта;
• надежность репера (стабильное положение центра по высоте);
• хорошая опознаваемость.

6.2 Конструкции реперов

В соответствии с Правилами [4], грунтовые реперы нивелирования II и III классов закрепляются:

• в области сезонного промерзания грунтов — центрами типов 160 оп. знак, 162 оп. знак, 9 оп. знак, 176 оп. знак (последние два типа центров — только для скальных грунтов);

• в области многолетней мерзлоты — центрами типов 150 оп. знак и 165 оп. знак (средняя и северная зоны), 165 оп. знак (южная зона);

• в районах подвижных песков и на заболоченных территориях — центрами типов 15, 183 к, 183 оп. знак, 188 оп. знак.

Так как северная часть данного участка заболочена реперы II и III класса следует закреплять центрами типов 160 оп. знак, 162 оп. знак.

6.3 Предрасчет точности проектируемых нивелирных сетей

Для предрасчета точности была составлена рабочая схема нивелирной сети II класса, на которой были обозначены все исходные и узловые пункты, а также оцениваемый (наиболее слабый) репер. Остальные реперы внутри нивелирных ходов (звеньев) на схеме на схеме не показаны.

Рис. 3 — Рабочая схема нивелирной сети II класса

Представленная на рисунке 7 сеть — система нивелирных ходов с тремя узловыми пунктами (а, в, с), она опирается на два исходных репера I класса ( RpI и RpII).

Очевидно, что наиболее слабым в этой сети будет репер d.

Нивелирные звенья обозначены через zi, где i — номер звена, причем то звено, где расположен оцениваемый репер — z7, целесообразно разделить на два участка.

Для предрасчета точности применим способ эквивалентной замены, который являкется модификацией параметрического способа).

В этом способе путем выполнения эквивалентных преобразований нивелирной сети образуют ход к оцениваемому реперу d от воображаемого исходного пункта К. Вес P и длину этого хода L определяют так:

• Pi=;
• Pi,j,…=pi+pj+…;

Li,j=

Эквивалентная замена нивелирной сети для слабого пункта d (C=100 км)

Таблица 4

Ход	L, км	p
z 1 z 3	12,0 12,9	8,3 7,8
z 1,3 z 2	6,2 6,7	16,1 14,9
z 1,3+2 z4 z5	12,9 10,2 9,3	7,8 9,8 10,8
z(1,3+2)4,5 z7` z(1,3+2)4,5+7`	1,9 4,2 6,1	51,6 23,8 16,4
z6 z8	15,0 14,2	6,7 7,0
z6,8 z7«	7,3 6,4	13,7 15,6
z6,8+7«	13,7	7,3
zd	4,4	23,7

Средняя квадратическая погрешность слабого репера d:

Md=mкм=2мм=4,2мм,

где СКП измерения превышения на 1 км нивелирного хода для нивелирования II класса (mкм) 2 мм, а Md,, которая не должна превышать 5-6мм, входит в допуск. Следовательно, нивелирование проведено верно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом данной курсовой работы являются: эскиз генерального плана города, схема спутниковой городской геодезической сети в пределах спроектированного города и план высотного геодезического основания.

При выполнении работы были использованы современные методы построения геодезических сетей, в частности, автономные методы спутниковых координатных определений, основанные на применении принципиально новых технических средств — спутниковых геодезических приемников ГЛОНАСС и GPS.

Все работы и расчеты проведены в соответствии с нормативными актами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/geodezicheskie-stroitelstva/

2. Корнилов Ю.Н., Пандул И.С., Потюхляев В.Г. Прикладная геодезия. Геодезические работы на городской территории: Метод. указания //СПб, 2009.-41с.;

3. Корнилов Ю. Н. Геодезия. Топографические съемки: Учеб. Пособие //СПб: СПГГИ, 2008.-145с.

4. Нивелиры. Общие технические условия. ГОСТ 10528-90. Введен 01.01.1991 г. М.: Госстандарт СССР, 1990.

5. Правила закладки центров и реперов на пунктах геодезической и нивелирной сетей. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993, 104 с.

6. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. М.: ЦНИИГАиК, 2003, 182 с.

7. СП 11 — 104 — 97. Свод правил «Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Основные положения». Введен 01.01.1998. Госстрой России. М.: ПНИИИС. Госстрой России, 1997, 117 с.