Вертикальная планировка-объем земляных работ

Вертикальная планировка — это комплекс геодезических работ с целью искусственного изменения или преобразования рельефа местности. Существующий рельеф улучшают посредством срезки или подсыпки грунта в нужных местах. В основном вертикальная планировка проводится геодезистами для того, чтобы создать требуемые поверхности для строительства, а также инженерного благоустройства территорий. Эти работы позволяют создавать условия, благоприятствующие размещению любых зданий и сооружений, прокладыванию улиц и проездов, а также подземных инженерных коммуникаций.

Содержание

1. У вертикального планирования довольно много вариантовприменения
2. Создать условия длястроительства
3. Незаменима для проектирования
4. Объемы земляныхработ
5. Подведем итоги- для чего нужен геодезист при вертикальной планировке земельного участка:
6. Прохождение всех этих стадий вертикальной планировки может обеспечить Наша фирма-ООО «Землемер».
7. Можно просто написать

У вертикального планирования довольно много вариантов применения

К основным его задачам относятся:

— создание условий, благоприятных и необходимых для сооружения зданий и прокладывания инженерных сетей под землёй;

— расчёт и обеспечение уклонов улиц, перекрёстков, площадей, которые не будут превышать допустимые значения для удобства и безопасности движения любого транспорта и пешеходов;

— организация стоков поверхностных вод — дождевых или талых;

— обеспечение грамотного сооружения плоскостных объектов, которые являются большими или уникальными, как, например, аэродромы или стадионы;

— организация должным образом рельефа тех местностей, где проходят неблагоприятные физико-геологические процессы, например, подтапливание или образование оврагов;

— подчёркивание особенностей природного рельефа для ландшафтного планирования или архитектурной выразительности.

Создать условия для строительства

Проектирование вертикальной планировки участка под строительство или другой необходимой территории ведётся вместе с разработкой планировки горизонтальной: генеральных и детальных планов и проектов застройки. Прежде всего, специалисты оценивают рельеф и оставляют схему вертикальной планировки, а также рабочие чертежи. Масштаб для схемы обычно выбирается от 1:10 000 до 1:2 000 и зависит от сложности рельефа и охватываемой площади. Масштаб рабочих чертежей — 1:1 000 или 1:500. По этим чертежам и будут производиться геодезические разбивочные работы.
Исходными материалами при разработке проекта вертикальной планировки могут стать, кроме самого рельефа местности и расположения уже существующих на ней построек и коммуникаций, также данные геодезических, геологических и гидрологических исследований, сведения о зелёных насаждениях, масштабах транспортного и пешеходного потоков и им подобные. Понадобится также типовой проект здания, если речь идёт о массовом строительстве однотипных сооружений, а задача вертикальной планировки — создать условия для строительства без изменения этого самого типового проекта.

Незаменима для проектирования

Планируемую поверхность выбирают и намечают таким образом, чтобы существующий рельеф, почвенный покров и зелёные насаждения максимально сохранялись. Избыточно увлажнённые или заболоченные территории с помощью грамотной вертикальной планировки можно осушить, а недостаточно увлажнённые — орошать, также она даёт возможность добиться понижения уровня грунтовых вод и противодействовать селевым потокам. Для защиты от затопления, например, применяются досыпки и обвалование, а чтобы предотвратить оползни — террасирование склонов и засыпание оврагов.
Существующий рельеф с наличием и расположением на местности водоразделов и тальвегов, с направлениями стока с неё поверхностных вод, с различающимися уклонами отдельных участков территории, участками, которые требуют специальной инженерной подготовки и тому подобными особенностями — это то, чему уделяется основное внимание при оценке заданного участка местности. Оценивая эти характеристики в совокупности, специалист может определить природные условия исследуемой территории как благоприятные, неблагоприятные, менее или особо неблагоприятные для строительства. Такая оценка вместе со списком необходимых для улучшения работ может иметь решающее значение для принятия решения о том, стоит ли вообще строить запланированное сооружение именно на этом месте.

Объемы земляных работ

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.

Подведем итоги- для чего нужен геодезист при вертикальной планировке земельного участка:

-создание топографического плана необходимой точности, для дальнейшего проектирования земляных работ

-подсчет объема земляных работ по проекту и по факту

-наблюдение за производством земляных работ для соблюдения проектных данных

Прохождение всех этих стадий вертикальной планировки может обеспечить Наша фирма-ООО «Землемер».

Цены наши услуги

Можно просто написать

Наши соцсети:

Телефон: 8 (903) 253-35-84, Илья

ООО «Землемер» Для Вас!

8.4. Вертикальная планировка

Цель
вертикальной планировки – преобразование
естественных форм рельефа в рельеф
удобный для эксплуатации. Различают
горизонтальную планировку, наклонную,
планировку по заданной отметке без
соблюдения баланса земляных работ (в
застроенной территории), планировку
при условии нулевого баланса земляных
работ (в незастроенной территории).

Исходными
материалами для вертикальной планировки
являются нивелирование поверхности по
квадратам или топографический план. В
первом случае отметки вершин квадратов
определены геометрическим нивелированием
до 0.01 м. Во втором случае на топоплан
наносится сетка квадратов со стороной
2 см на плане. Отметки вершин квадратов
определяют графически интерполяцией
по горизонталям до 0. 1 м.

При
проектировании наклонной площадки
намечают общий уклон i₀
и направлениеr₀
, рис.8.10. Уклонi₀
назначают, исходя из условияi_min 
i₀

i_max
и условий местности. Минимальный
и максимальный уклоны нормируются
СНиПами. Так при организации рельефа
внутри городских кварталовi_min
= 3 ^о_оодля обеспечения водоотвода,i_max
= 13 ^о_оово избежание размыва поверхности не
заасфальтированных участков. Направление
уклонаr₀
выбирается, исходя из условия
водоотвода с проектируемого участка.
Так на рис.8.10 направление уклона выбрано
параллельно дну лощины. Величинаr₀измеряется непосредственно по чертежу
транспортиром.

Параметры
проектирования:d,
H₀
, X₀
, Y₀
, I_X
, I_Y
. Пример
при
V
= 0: d
= 20 m, Н₀
=42.5
м , X₀
=0,
Y₀
= 0, I_X
= +0.006, I_Y
= -0.010

Рис.
8. 10. Схема вертикальной планировки
наклонной площадки

При
выбореi₀
необходимо учитывать
условие минимального объема земляных
работ. Оно будет выполнено при оптимальном
уклонеi_ОПТ
= (Н₂ – Н₁) /
d, гдеН₂иН₁– отметки конца и
начала уклона, определяемые графической
интерполяцией по плану,d
— расстояние между ними. Еслиi_ОПТ
находится в пределах допуска, то
принимаютi₀
= i_ОПТ . Еслиi_ОПТi_MAX,
то принимаютi₀
= i_MAX
.

Для
вычисления объемов земляных работ общий
уклонi₀
разлагают на составляющие уклоны
по осям координат площадки:

I_X
= i₀
cos r₀
, I_Y
= i₀
sin r₀
. (8.13)

На
строительных чертежах направления
уклонов показывают стрелками, над
которыми выписывают модули уклонов:0.006 0.010. При расчетах на ЭВМ
уклоны записывают в векторной форме:I_X
=+0.006, I_Y
=-0.010.

При
проектировании без соблюдения баланса
земляных работ устанавливают проектную
отметку Н₀какой – либо точки
площадки с координатамиХ₀
, У₀относительно исходной
отметкиН_ИСХ. Способов
множество. На рис.8.10 приняли заН_ИСХотметку отмостки существующего здания4КЖ. Для отвода воды от здания приняли
Н₀=Н_ИСХ –
0.6 м (или 1.0 м и т.п.).

При
проектировании с соблюдением баланса
земляных работ отметку Н₀можно принять любой точки площадки
произвольно, например, равную отметке
земли в этой точке. В этом случае расчет
ведется методом последовательных
приближений (метод итераций). Вычисляются
суммарные объемы насыпиV_H,
выемкиV_Ви баланс земляных работV=
V_H
+ V_В (выемка
с минусом). Если условие баланса не
выполнено, то уточняется отметка Н₀и новый виток вычислений. Метод итераций
применим при вычислениях на ЭВМ вследствие
ее быстродействия. При расчетах вручную
на МК этот метод весьма трудоемок.

Расчет
вертикальной планировки можно выполнить
в вычислительном центре по программе
«Вертикальная планировка топографической
поверхности – VPLTP».
Вычисление объемов земляных работ в
квадратах ведется по треугольным
призмам, что значительно точнее, чем поn-угольным призмам. Для
этого квадраты разбивают на треугольники
направленными диагоналями, сообразуясь
с формами рельефа. Обозначим признаки
диагоналей через t
_{I J}. Если
диагональ проходит через левую нижнюю
вершину квадрата, тоt _I
J = 1,
если не проходит —t _I
J = 0.
Так на рис.8.10t _1
3 = 1, t _1
4 = 0
и т. д. В процессе вычислений площади
насыпей и выемок в неполных квадратах,
в которых проходят линии нулевых работ,
разбиваются на треугольники автоматически.

Схема
работы программы. Вводится исходная
информация в виде двух матриц: Н_I
J (земли)
от J=1 до J
= n _Y
и I=1 до
I = n _X
; t _{I J}
приJ
от 1 до (n _Y
– 1) и от 1 до (n _X
– 1). Запуск программы.
Ввод параметров проектирования (см.
пример по рис.8.10). Вычисляются проектные
отметкиН_{I J}
(проект) = Н₀ + (Х
_i – X₀)
I _X
+ (Y_J
— Y₀)
I_Y
,рабочие отметки
H_I
J (раб) = Н_I
J (проект)
— Н_{I J}
(земли)всех вершин квадратов.

По знакам и величинам
рабочих отметок вычисляются расстояния
до точек нулевых работ по каждой стороне
и направленной диагонали t_I
J квадрата.
Площади насыпи и выемки разбиваются на
треугольники и вычисляются объемы
треугольных призм по формулеv_
= S_

h _i
(раб) / 3
– площадь треугольника, умноженная
на среднюю рабочую отметку. Вычисляются
объемы насыпи и выемки в каждом квадратеv_{I J}
= v_
, суммарные объемыV_H
= v_I
J (насыпи),
V_В
= v_I
J (выемки) и
баланс земляных работ V=
V_H
+ V_В
. При проектировании по заданной
отметке результаты вычислений выводятся
на печать. При проектировании с соблюдением
баланса земляных работ уточняется
отметкаН₀ = Н₀
— V
/ F, где F
– площадь всего участка, и новый виток
вычислений. При выполнении условия
V
заданного выводятся на печать
результаты вычислений:Н_I
J (проект),
h_{I J}
(раб), v_I
J (насыпи),
v_{I J}
(выемки), V_H, V_В,
V
и, для контроля ввода исходной
информации,Н_{I J}
(земли)и параметры проектирования.

Результаты
вычислений и исходные данные выписывают
на картограмму земляных работ, рис.8.11.

Рис.8.11.
Фрагмент картограммы земляных работ

На
картограмму, составляемую в масштабе
1:500, выписывают отметки земли, проектные
и рабочие отметки, объемы земляных
работ. Линию нулевых работ, разграничивающую
насыпи и выемки, наносят графически в
соответствии с пропорцией d
_H / d
_В=h _H
/h _В.

Площадь
выемки выделяют слабой иллюминовкой

Вертикальная система отсчета: Учебное пособие по глобальному позиционированию

Вертикальная система отсчета представляет собой набор определенных точек на Земле с известными высотами выше или ниже среднего уровня моря. Вблизи прибрежных районов средний уровень моря определяется мареографом. В районах, удаленных от берега, средний уровень моря определяется формой геоида.

Подобно геодезическим маркерам, используемым для определения известных позиций в горизонтальной системе отсчета, многие позиции в вертикальной системе отсчета отмечены стальными стержнями, вбитыми в землю с откидной крышкой доступа. При использовании метода, называемого дифференциальным нивелированием, известная высота в одном месте используется для определения отметки в другом месте. Как и в случае с горизонтальными датумами, передовая технология GPS почти полностью заменила этот классический метод вертикального измерения.

В 1929 году Национальная геодезическая служба (NGS) собрала все существующие вертикальные реперные отметки и создала Национальную геодезическую вертикальную систему отсчета 1929 года (NGVD 29). С тех пор движения земной коры изменили высоту многих реперных отметок. В 1988 году НГВД 29 был математически скорректирован для устранения неточностей и исправления искажений. Этот датум, называемый Североамериканским вертикальным датумом 1988 года (NAVD 88), сегодня является наиболее часто используемым вертикальным датумом в Соединенных Штатах.

В 2022 году ученые Национальной геодезической службы планируют завершить 15-летний проект по обновлению системы отсчета высоты, что сделает точное измерение высоты лучше, быстрее и дешевле. Этот проект называется «Гравитация для переопределения американской вертикальной точки отсчета», или сокращенно GRAV-D. Когда эта работа будет завершена, пользователи смогут получить точную высоту с точностью до дюйма для большинства мест по всей стране.

Положение этого маркера вертикальной съемки в Луизиане было нарушено из-за значительного проседания (оседания) окружающей территории. Подобно геодезическим маркерам, используемым для определения позиций в горизонтальной системе отсчета, круглые латунные пластины отмечают позиции в вертикальной системе отсчета. Маркеры встраиваются в бетон или скальную породу для сохранения их положения и, следовательно, целостности геодезического контрольного пункта.

Одним из основных применений вертикальной системы отсчета является измерение скорости оседания грунта. В Луизиане, например, большие участки земли быстро тонут. Это результат развития, береговой эрозии и изъятия грунтовых вод. Во многих районах единственный способ избежать надвигающегося урагана — это следовать определенным маршрутам эвакуации в случае урагана. Если государственные и местные власти не будут располагать точной информацией о высоте этих маршрутов, жители, пытающиеся уехать во время чрезвычайной ситуации, могут оказаться в ловушке в быстро поднимающейся воде.

Ссылаясь на вертикальную исходную точку, официальные лица могут определить истинную высоту и положение путей эвакуации во время урагана, а также то, насколько они затонули за последние десятилетия. Например, в округе Плакеминес, штат Луизиана, основной маршрут эвакуации ураганов, шоссе 23 и окружающие дамбы оседают на четверть или полдюйма в год.

Шоссе 23 является основным маршрутом эвакуации ураганов для всего штата Луизиана. Вертикальные реперные отметки сыграли решающую роль в отслеживании скорости оседания грунта в этом районе и позволили должностным лицам разработать актуальные планы эвакуации в чрезвычайных ситуациях.

Геодезия

Уроки

Добро пожаловать Что такое геодезия? История геодезии Геоид Что такое датум? Горизонтальная система отсчета Вертикальная система отсчета Гравитация Национальная система пространственной привязки Глобальная система позиционирования Ссылки CORS и GIS

Подробнее

Информация

Дорожная карта к ресурсам Тема ОбзорЯвляется ли Земля круглой? (Факты об океане)

Геодезия Образование

Слышали о геодезии? Эти видеоролики Национальной геодезической службы NOAA предлагают глубокое погружение в науку о том, где вы и все остальное в мире!

Национальная ассоциация преподавателей естественных наук (NSTA) включает этот ресурс в свою базу данных. NSTA предоставляет преподавателям и учащимся доступ к веб-контенту, подходящему для обучения, научному контенту, который был официально оценен ведущими преподавателями.

Поиск Наши факты

Получить

Социальные сети

Последнее обновление:

26.02.21

Автор: NOAA

Как цитировать эту статью

Свяжитесь с нами

Различия и эволюция горизонтальных и вертикальных датумов —

Ни один из элементов, составляющих систему отсчета координат (CRS), не является более фундаментальным, чем системы отсчета . На самом деле, термин «датум» часто используется взаимозаменяемо с « географической системой координат» (или типом CRS, используемым для указания местоположения точки на Земле).

Но датум — это только один компонент географической системы координат, хотя и необходимый. Поскольку понимание функции исходных данных имеет решающее значение для получения более полной картины CRS, мы создали этот краткий учебник.

Прочтите краткое описание горизонтальных и вертикальных датумов, как они используются в геодезии и как они менялись с течением времени. А для более глубокого погружения в темы, связанные с CRS и геодезией, вы можете загрузить нашу электронную книгу по этой теме:  

Эллипсоиды и геоиды

Чтобы понять, для чего служат горизонтальные и вертикальные датумы, мы должны сначала обсудить два связанных понятия: эллипсоиды и геоида. (Вы можете ознакомиться с более подробным объяснением этих тем здесь, но вкратце:

Опорный эллипсоид представляет собой аппроксимированную, более однородную модель Земли. Как и Земля, она сферическая, но не совсем. В отличие от земли, он имеет гладкую, сплошную поверхность.

Эллипсоиды определяются своими геометрическими параметрами, которые включают большую полуось (радиус экватора) и малую полуось (расстояние от центра до любого полюса). Геодезисты и геодезисты используют эллипсоиды для присвоения точкам угловых координат или градусов долготы и широты.

Геоид — это более динамичная модель Земли, учитывающая волнистость поверхности планеты. Эти выпуклости и провалы на поверхности земли являются результатом неравномерной плотности планеты, из-за чего гравитация в одних местах сильнее, чем в других.

Горизонтальные системы отсчета: поиск своего места в мире

Итак, эллипсоиды и геоиды определяют размер и форму Земли с разной степенью точности. Но это лишь половина пути к нашей конечной цели. Чтобы быть полезными, нам также нужно знать, какую конкретную модель использовать и где их разместить в пространстве.

Здесь на помощь приходят датумы. Горизонтальные датумы берут эллипсоид и назначают его центру исходную точку относительно центра Земли. Как только эллипсоид «приколот» к земле, мы можем использовать горизонтальную датум, чтобы начать присваивать угловые единицы долготы и широты различным точкам на поверхности земли. При сравнении наборов данных опроса к ним необходимо обращаться через одни и те же датумы. В противном случае одним и тем же точкам в реальном мире будут присвоены разные точки на вашей карте, и ваши измерения будут неверными.

Как мы только что установили, поверхность Земли неоднородна. Зная это, при съемке вы в идеале хотите использовать датум, эллипсоидальная модель которого лучше всего подходит для вашей области. Другими словами, вам нужен локальный датум .  

Например, в Соединенных Штатах геодезисты используют Североамериканский датум 1983 года (NAD 83), который основан на эллипсоиде Геодезической системы отсчета 1980 года (GRS 80). Если бы вы использовали NAD 83 за пределами Северной Америки, ваши измерения были бы ошибочными.

Путешествие в NAD 83 и дальше 

Чтобы добраться до NAD 83, геодезистам и геодезистам сначала пришлось установить NAD 27, на что ушли десятилетия триангуляции взаимосвязей между десятками тысяч геодезических памятников по всей стране. . Данные NAD 27 использовали в качестве основы эллипсоид Кларка 1866 года.

В отличие от современных эллипсоидов, которые используют свой геометрический центр в качестве начала координат для всех координат, эллипсоид Кларка использовал точку на ранчо Мид в штате Канзас, которая приблизительно соответствовала центру прилегающих Соединенных Штатов.

С годами тестировалось все больше и больше станций. База данных NAD 83 расширилась на NAD 27 до более чем 250 000 станций. Он также использовал наземные и доплеровские спутниковые данные для исправления некоторых искажений расстояния в NAD 27. За последние 37 лет NAD 83 несколько раз обновлялся благодаря достижениям в области GPS и геодезии.

С появлением GPS геодезисты смогли разработать высокоточную модель мирового эллипсоида и соответствующую систему отсчета, называемую WGS 84, которая до сих пор используется для глобальных картографических целей. WGS 84 является примером геоцентрическая система отсчета. Обычно считается, что центр эллипсоида WGS 84 находится примерно в 2 см от центра массы Земли.

Все данные GPS связаны с WGS 84. И хотя горизонтальные измерения между WGS 84 и NAD 83 в среднем составляют всего один метр, это достаточно большая разница в некоторых дисциплинах — рытье траншеи на строительной площадке или создание трала дорога на горнодобывающем участке, например, чтобы сделать преобразование системы отсчета из координат, собранных GPS, в вашу местную систему отсчета.

Вертикальные исходные данные: как низко (или высоко) вы можете идти?

В то время как горизонтальные датумы определяют местоположение на поверхности земли, вертикальные данные позволяют получить данные о высоте. Вертикальные датумы используют поверхность модели геоида, чтобы установить нулевую точку возвышения. Используя вертикальную датум, вы можете описать точку как находящуюся на x футов выше или ниже «среднего уровня моря (MSL)».

MSL фактически представляет собой «эквипотенциальную поверхность» или поверхность, на которой все точки испытывают одинаковую силу тяжести. Другой способ думать об этом состоит в том, что океан покрывал бы топографию Земли, если бы не существовало приливов, ветра и некоторых других факторов, ограничивающих его движения. Единственный фактор, влияющий на форму MSL, — это гравитационное поле Земли.

Как и горизонтальные данные, существуют локализованные вертикальные данные. В США мы используем Североамериканский вертикальный датум 1988 года (NAVD 88).

Для определения высоты (или ортометрической высоты ) точки по отношению к вертикальной системе отсчета требуются геоид, эллипсоид и простое уравнение. Вы просто берете высоту эллипсоида (расстояние между вашим эталонным эллипсоидом и точкой на поверхности Земли, которую вы пытаетесь измерить) и добавляете ее к высота геоида (значение смещения между моделями геоида и эллипсоида).

Из приливов и к высотам

Как и в случае с эволюцией горизонтальных исходных данных в Северной Америке, у нас не было бы сегодняшнего более точного NAVD 88 с Национальными геодезическими вертикальными датумами 1929 года (NGVD 29) 

Формально NGVD 29, получивший название Sea Level Datum, был создан с использованием двух десятков приливных станций вдоль обоих побережий Северной Америки. Эти станции непрерывно измеряли приливные изменения в течение двадцати лет, чтобы установить MSL для всей страны. Сеть линий уровня между этими датчиками использовалась для установления исходной точки.

В 1970-х годах Национальная геодезическая служба изменила название системы отсчета на NGVD, когда стало очевидно, что море на самом деле неровное (из-за, как мы уже обсуждали, таких факторов, как ветер, течения, соленость и т.

А затем, в 1980-х годах, NGS решила полностью пересмотреть общенациональные данные. С помощью системы «геодезического нивелирования» и спутниковых показаний была установлена ​​Североамериканская вертикальная система отсчета 1988 года.

Различия между NGVD 29 и NAVD 88 варьируются от полуфута до ярда в зависимости от того, где вы находитесь в Северной Америке. Тем не менее, некоторые организации (например, FEMA), которые используют данные о высотах, не применяли NAVD 88 в течение десяти или более лет, в основном потому, что у них были более 60 лет исторических данных съемок, которые необходимо было преобразовать, чтобы они соответствовали съемкам, проведенным с помощью новое данное.