ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра геодезии
« Краткий курс инженерной геодезии»
Учебно-методическое пособие для студентов обучающихся по направлению «Строительство»
Казань 2010г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
РАЗДЕЛ 1
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Введение……………………………………………………………………………………………….........5
§1. Задачи геодезии…………………………………………………………………………………………5
§2. Связь геодезии с другими науками. Роль геодезии в строительстве………………………………..5
§3. Краткие сведения об истории геодезии……………………………………………………………….6
Глава 1. Сведения о фигуре земли и системах координат применяющихся в геодезии………..7
§4. Сведения о фигуре Земли…………………………………………………………………………........7
§5. Системы координат, применяемые в геодезии……………………………………………………….8
§6. Система координат Гаусса-Крюгера…………………………………………………………………..9
§7. Системы высот в геодезии…………………………………………………………………………….10
Глава 2. Ориентирование……………....................................................................................................11
§8. Азимуты, румбы, дирекционные углы и зависимости между ними……………………………......11
§9. Приборы для ориентирования на местности…………………………………………………………13
Глава 3. Топографические карты и планы…………………………………………………………..14
§10. Общие сведения о топографических материалах………………………………………………...…14
§11. Масштабы……………………………………………………………………………………………...14
§12. Условные знаки на планах и картах……………………………………………………………….....15
§13. Рельеф местности и способы его изображения. Крутизна скатов………………………………....16
§14. Классификация и номенклатура планов и карт……………………………………………………..19
§15. Решение задач на планах и картах…………………………………………………………………...20
§16. Изображение земной поверхности в цифровом виде……………………………………………….25
Глава 4. Общие сведения из теории погрешностей измерений……………………………………26
§17. Погрешности и их виды………………………………………………………………………………26
§18. Свойства случайных погрешностей………………………………………………………………….27
§19. Средняя квадратическая, предельная и относительная погрешности……………………………..27
§20. Оценка точности результатов измерений……………………………………………………………28
§21. Средняя квадратическая ошибка функции измеренных величин………………………………….29
РАЗДЕЛ 2
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Глава 5. Измерения длины линии…………………………………………………………………….31
§22. Вводные сведения…………………………………………………………………………………….31
§23. Механические мерные приборы……………………………………………………………………..31
§24. Компарирование………………………………………………………………………………………33
§25. Измерение линий мерными приборами……………………………………………………………..33
§26. Вычисление длины линии……………………………………………………………………………35
§27. Оптические дальномеры……………………………………………………………………………...38
§28. Нитяной дальномер…………………………………………………………………………………...39
§29. Свето и радиодальномеры……………………………………………………………………………41
§30. Измерение недоступных расстояний………………………………………………………………...42
Глава 6. Нивелирование…………………………………………………………………………………44
§31. Способы нивелирования………………………………………………………………………………44
§32. Геометрическое нивелирование………………………………………………………………………45
§33. Классификация и устройство нивелиров и нивелирных реек………………………………………47
§34. Основные части нивелира……………………………………………………………………………..49
§35. Поверки и юстировки нивелиров……………………………………………………………………..52
§36. Производство нивелирования…………………………………………………………………………53
Глава 7. Угловые измерения…………………………………………………………………………….54
§37. Измерение углов на местности………………………………………………………………………..54
§38. Типы теодолитов……………………………………………………………………………………….56
§39. Поверки и юстировки теодолитов…………………………………………………………………….57
§40. Измерение горизонтальных углов…………………………………………………………………….60
§41. Измерение вертикальных углов……………………………………………………………………….61
РАЗДЕЛ 3
ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ
Глава 8. Общие сведения о государственных геодезических сетях………………………………..63
§42. Виды геодезических сетей…………………………………………………………………………. ...63
§43. Методы создания геодезических сетей……………………………………………………………… 64
§44. Государственная плановая геодезическая сеть………………………………………………………65
§45. Государственная высотная геодезическая сеть………………………………………………………67
§46. Закрепление пунктов государственных геодезических сетей на местности……………………….68
§47. Сети съемочного обоснования…………………………………………………………………… …68
§48. Основные геодезические задачи………………………………………………………………………70
§49. Плановые сети сгущения………………………………………………………………………………71
§50. Съемочные плановые сети……………………………………………………………………………..71
§51. Создание высотного обоснования……………………………………………………………………..77
Глава 9. Топографические съемки……………………………………………………………………..79
§52. Сущность и виды топографических съемок…………………………………………………………79
§53. Теодолитная съемка……………………………………………………………………………………79
§54. Сущность тахеометрической съемки…………………………………………………………………82
§55. Нивелирование поверхности………………………………………………………………………….84
§56. Нивелирование поверхности по квадратам…………………………………………………………..85
РАЗДЕЛ 4
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Глава 10. Геодезические работы при инженерных изысканиях……………………………………87
§57. Общие сведения…………………………………………………………………………………………87
§58. Геодезические изыскания для строительства…………………………………………………………87
§59. Общие сведения о геодезических изысканиях трасс линейных сооружений………………………89
§60. Элементы круговых кривых. Вынос пикета на кривую……………………………………………...91
Глава 11. Элементы инженерно-геодезического проектирования…………………………………93
§61. Общие сведения о проекте производства геодезических работ…………………………………….93
§62. Геодезические работы при проектировании трасс линейных сооружений…………………….... 93
§63. Вертикальная планировка, построение горизонтальной плоскости……………………………… 98
Глава 12. Геодезические разбивочные работы……………………………………………………… 99
§64. Назначение и организация разбивочных работ…………………………………………………….. 99
§65. Основные элементы разбивочных работ………………………………………………………...… 100
§66. Передача отметок на монтажные горизонты…………………………………………………..….. 104
§67. Способы разбивки сооружения……………………………………………………………….....…..105
§68. Детальная разбивка горизонтальных кривых при строительстве автомобильных работ..……...106
§69. Способы подготовки разбивочных данных………………………………………………..……….108
§70. Основные разбивочные работы…………………………………………………………..…………109
§71. Способы закрепления осей сооружения на строительной площадке……………….……………111
Глава 13. Исполнительные съемки…………………………………………………..……………….112
§72. Назначение и методы исполнительных съемок…………………………………..……………...…112
§73. Исполнительные съемки в строительстве………………………………………..…………………113.
§74. Составление исполнительных генеральных планов…………………………..……………………116
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебное методическое пособие разработано в соответствии с программой курса «Инженерная геодезия» для студентов различных форм обучения (дневной, заочной, дистанционной) и различных строительных специальностей: промышленное и гражданское строительство, водоснабжение и канализация, теплогазоснабжение и вентиляция, дорожное строительство.
При подготовке учебного методического пособия была сохранена традиционная методическая схема – его деление на общую и специальную части.
В общей части приведены сведения по геодезии, картографии и топографии. Описаны инструменты и приборы для геодезических измерений (рулетки, мерные ленты, теодолиты, нивелиры и т.д.), их поверки и юстировки. Изложены способы измерения линий, углов, превышений, методы проложения теодолитных ходов, топографических съемок, построения опорных геодезических сетей.
Специальная часть посвящена инженерно-геодезическим работам, проводимым при изысканиях, проектировании и строительстве зданий и сооружений. Изложены методы производства разбивочных работ, начиная с описания элементов разбивочных работ и заканчивая способами закрепления осей сооружения на строительной площадке. Большое внимание уделено задачам, возникающим при изысканиях и проектировании линейных сооружений, в частности, – автомобильных дорог. Рассмотрены вопросы, связанные с исполнительной съемкой – геодезическим контролем качества строительного производства на различных его этапах.
При составлении учебного методического пособия не имелось в виду дать будущему инженеру-строителю все знания и навыки, необходимые для самостоятельного выполнения всего комплекса геодезических измерений на строительной площадке; очевидно, для этого необходимо привлечение специалистов-геодезистов. Однако ознакомление будущих строителей с принципами геодезических работ, в том числе и с высокоточными, а также с правильной постановкой задач, стоящих перед геодезической службой строительства, на наш взгляд, необходимо.
При разработке методического пособия были использованы следующие учебники:
1. Багратуни Г.В. и др. Инженерная геодезия. М., изд-во «Недра»,1969, стр.400.
2. Закатов П.С., Багратуни Г.В., Величко В.А. и др. Инженерная геодезия. М., изд. «Недра»
1976, 583 с.
3. Хейфец Б.С., Данилевич Б.Б. Практикум по инженерной геодезии. М., изд. «Недра», 1979,
332 с.
4. Багратуни Г.В., Ганьшин В.Н., Данилевич Б.Б. и др. Инженерная геодезия. М., изд. «Недра»,
1984, 344 с.
5. Новак В.Е. и др. Курс инженерной геодезии. М., изд. «Недра», 1989. 430 с.
6. Клюшин Е.Б., Михелев Д.Ш. Инженерная геодезия. М., изд. «Недра», 1990. 263 с.
7. Булгаков Н.П., Рывина Е.М., Федотов Г.А. Прикладная геодезия. М., изд. «Недра», 1990. 416 с.
8. Фельдман В.Д., Михелев Д.Ш. Основы инженерной геодезии. М., изд. «Высшая школа»,
2001. 315 с.
9. Федотов Г.А. Инженерная геодезия. М., изд. «Высшая школа», 2002. 463 с.
10. Инженерная геодезия. Под редакцией Михелева Д.Ш., изд. «ACADEMIA», М., 2004.
РАЗДЕЛ 1
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
ВВЕДЕНИЕ
ЗАДАЧИ ГЕОДЕЗИИ
Геодезия – одна из древнейших наук. Слово «геодезия» образовано из двух слов – «земля» и «разделяю», а сама наука возникла как результат практической деятельности человека по установлению границ земельных участков, строительству оросительных каналов, осушению земель. На заре возникновения геодезия и геометрия развивались как единая наука, что привело к глубокому проникновению геометрических методов в чисто геодезические задачи. Все решаемые задачи геодезии можно разделить на две группы: на научные и научно-технические.
Главной научной задачей геодезии является определение формы и размеров Земли и ее внешнего гравитационного поля; наряду с этим геодезия играет большую роль в решении многих других научных задач, связанных с изучением Земли и происходящих в ней изменений; к числу таких задач, например, относятся: исследования структуры и внутреннего строения Земли, горизонтальных и вертикальных деформаций земной коры; перемещений береговых линий морей и океанов; определение разностей высот уровней морей, движений земных полюсов и др. Эти задачи решаются совместно с научными исследованиями по астрономии, геологии, геофизике, геоморфологии и некоторыми другими науками о Земле.
К научно-техническому разделу геодезии относится инженерная геодезия, которая занимается обслуживанием процесса строительства на разных его этапах.
Несколько подробнее задачи инженерной геодезии заключаются в следующем:
а) получение геодезических материалов, необходимых для составления проекта работ по строительству сооружения. К таким материалам, прежде всего, относится топографические планы, которые используются при проектировании сооружений.
б) определение на местности положения: основных осей и границ сооружений и других характерных точек их в соответствии с проектами строительства. Такие работы называются разбивочными.
в) обеспечение геометрических форм и размеров элементов сооружения на местности в соответствии с его проектом в процессе строительства;
г) обеспечение геометрических условий установки и наладки специального оборудования;
д) установление отклонений сооруженного объекта от его проекта («исполнительные съемки»);
е) изучение деформаций основания и тела сооружения, происходящих под действием различных нагрузок, под влиянием внешних факторов и деятельности человека;
ж) определение расположения на поверхности Земли (или в ее недрах) отдельных объектов, элементов и характеристик, представляющих интерес для данного вида или отрасли народного хозяйства.
Инженерно-геодезические работы, имеющие прикладное значение, являются наиболее обширными. Инженерная геодезия использует методы высшей геодезии, топографии и фотограмметрии, а в отдельных случаях и свои приемы и средства. Назад