Trasarea pe teren a unei cladiri

Trasarea pe teren a unei cladiri

Lucrari in faza pregatitoare

Extragerea coordonatelor rectangulare plane de sprijin pentru trasarea cladirii si a controlului trasarii

Determinarea prin metoda grafica a coordonatelor rectangulare a colturilor cladirii proiectate

Extragerea cotelor reperelor de nivelment de traseu si control din inventarul de coordinate a zonei respective

Stabilirea cotei 0 a cladirii proiectate

Calculul unghiurilor orizontale de trasare in plan si pe verticala a colturilor cladirii

Faza de teren

Trasarea pe teren a colturilor cladirii prin metoda coordonatelor polare (β, d₀

Trasarea pe teren a cotei 0 a cladirii prin metoda orizontului instrumentului de nivelment

Dosarul va cuprinde

Piese scrise

memoriu descriptiv al lucrarilor de teren si de birou

inventarul de coordonate al punctelor de trasare si control

calculul si inregistrarea datelor din teren in ordinea exacutarii lor

Piese desenate

schitele de amplasament ale cladirii proiectate

planul de trasare la scara 1:500

I. Lucrari in faza de pregatire a proiectului

Extragerea coordonatelor rectangulareplane x, y a retelei de sprijin pentru trasare si control din inventarul de coordonate

Din documentatia topografica obtinuta cu ocazia ridicarii in plan a zonei care face obiectul unui proiect de executie se vor extrage coordonatele punctelor din reteaua de sprijin (tab. 5.1)

Determinarea prin metoda grafica a coordonatelor rectangulare plane a colturilor cladirii

Coordonatele colturilor cladirii proiectate se vor determina prin metoda grafica, acestea extragandu-se din planul de situatie intocmit la ridicarea in plan a zonei, care face obiectul proiectului de executie.

Coordonatele obtinute se vor trece in tabelul 5.1

Extragerea cotelor reperelor de nivelment de trasare si control din inventarul de coordonate al zonei respective.

In vederea trasarii pe verticala a puctelor caracteristice ale cladirii proiectate, se considera cunoscute cotele punctelor din reteaua topografica de sprijin al localitatii. Cotele se trec in tabelul 5.1

Stabilirea cotei ± 0,00 a cladirii proiectate

Cota 0, determinata de cele 4 colturi C1,C2, C3, C4 in urma analizei documentatiei existente s-a stabilt ± 0,00=45,00m

Calculul unghiurilor orizontale de trasare a colturilor cladirii

Din figura 5.1 se observa ca unghiurile orizontale se pot obtine ca diferente ale orientarilor directiilor

Din inventarul de coordonate se vor extrage coordonatele punctelor directiilor pe care le definesc si functie de aceasta se calculeaza mai intai orientarile directiilor si apoi odata cu verificarea (controlul lor) si distantele orizontale.

Valorile unghiurilor _i si _i' se calculeaza cu relatiile:

_i=θ_102-103- θ_102-C1

_i'= θ_103-C1- θ_103-101

θ_103-102= θ_102-103±180^g=287^g16^c53^cc

si se trec in coloanele 1, 3 ale tabelului 5.3

Calculul distantelor orizontale

Distantele orizontale dintre punctele retelei de sprijin si punctele proiectate se calculeaza cu relatiile:

Valorile obtinute se trec in coloana 6 din tabelul 5.2. In acest fel pentru fiecare punct proiectat avem stabilite coordonate polare care vor reprezenta elementele de trasare si de control a punctelor respective. Pentru usurinta ele se vor trece intr-un tabel generalizat.

Pe baza elementelor de trasare se intocmeste planul general de trasare pe care sunt trecute marimile numerice ale elementelor de trasare si control a trasarii.

II. Lucrari in faza de trasare pe teren, in plan si pe verticala a axelor si a punctelor caracteristice ale cladirii proiectate

Trasarea pe teren a colturilor cladirii prin metoda coordonatelor polare

Dupa faza de pregatire a proiectukui se trece la etapa de trasare propriu-zisa pe teren a elementelor de trasare din tabelul 5.3. In acest scop se stationeaza cu teodolitul in punctul 102 si se efectueaza urmatoarele operatii:

Se roteste aparatul in plan orizontal pana se obtine citirea in punctul C1 Hz_C1¹⁰²=Hz₁₀₃ - β₁

pe directia data de unghiul se aplica distanta orizontala D1 de la punctul 102 la C1

punctul C1 se marcheaza cu un tarus sau cu un bulon metalic

se traseaza si se verifica pozitia punctului C1 si cu ajutorul elementeor calculate din punctul 103

se stationeaza cu teodolitul in 103, se vizeaza punctul 102 si se efectueaza citirile Hz₁₀₂

se roteste aparatul in plan orizontal pana se va obtine citirea Hz₁₀₂ + β

pe directia determinata se va aplica distanta D₁', obtinand pozitia punctului C1, care in cazul trasarii corecte va coincide cu pozitia punctului C1 din 102. Pentru trasareacelorlalte puncte se va proceda in mod asemanator ca la punctul C1, sau se va trasa punctul C2 dupa care celelalte doua colturi C3 si C4 se obtin prin masurarea pe perpendicularele ridicate din cele doua puncte C1, C2 a inaltimii cladirii.

Trasarea pe teren a cotei ±0,00 a cladirii prin metoda orizontului aparatului

Dupa trasarea in plan a colturilor cladirii proiectate, se trece la trasarea pe verticala a cotei ±0,00 a cladirii dupa cum urmeaza:

se stationeaza cu instrumentul de nivel aproximativ la mijlocul distantei dintre reperul de nivelment si punctul C

se bate un stalp in punctul C aflat la circa 2-4m de amplasamentul cladirii, astfel incat sa ramana 1-1,5m deasupra solului

se caleaza nivela aducandu-se axa de vizare in pozitie orizontala

se vizeaza pe mira tinuta vertical in punctul RN1si se efectueaza citirile L2, L1, L0

se calculeaza cota planului de viza: Zpv=Z_RN1+L₀^RN1

se calculeaza citirea care trebuie efectuata pe mira din punctul C in vederea trasarii cotei ±0,00 a cladirii

L₀^c= Z_pv-Z_c^proiectat

un membru al echipei va deplasa mira pe verticala de-a lungul stalpului pana cand operatorul va citi pe mira in dreptul firului nivelelor valoarea calculata L₀^c, pozitia astfel obtinuta va fi corespunzatoare cotei proiectate sau echivalenta cu cota ±0,00 a cladirii. Cota se marcheaza printr-un triunghi rosu cu varfu in jos, latura opusa indicand nivelul ±0,00 al cladirii.

O alta modalitate este: cu ajutorul unui ciocan se va bate tarusul pana la baza mirei astfel incat tinand mira desupra lui citirea efectuata sa fie L₀^c. Fata de acest punct se vor transmite cotele de sapare a fundatiei, de turnare a radierului, de fixare a cofrajelor, a altor elemente ale cladirii. Verificarea se va face prin dubla trasare in raport cu alt reper din reteaua de sprijin sau cel putin cu un alt orizont al aparatului.

L₀^RN1=1110

Zpv=Z_RN1+L₀^RN1=1110+100=1210

L₀^c= Z_pv-Z_c^proiectat=-0,9m

Studiul instrumentelor si a metodelor de nivelment geometric

Studiul instrumentelor si a metodelor de nivelment geometric

Problema de baza in masurarile nivelitice o reprezinta determinarea diferentelor de nivel, functie de care se pot calcula cotele punctelor si reprezenta relieful terenului. Nivelmentul geometric foloseste vize orizontale. Diferenta de nivel se obtine in functie de inaltimile unei vize orizontale, realizata cu ajutorul nivelei, deasupra celor doua puncte, inaltimi care se masoara pe mire tinute vertical.

Pentru determinarea pozitiei pe verticala a punctelor este necesara cunoasterea instrumentelor si a metodelor de nivelment geometric.

Lucrarea cuprinde:

Descrierea nivelelor, scheme de constructie, parti componente, axe, miscari.

2. Descrierea mirelor de nivelment.

3. Asezarea nivelului in punctul de statie si efectuarea citirilor pe mire.

4. Determinarea cotei unui punct, B, in raport cu cota cunoscuta a unui punct, A, prin nivelment geometric de mijloc.

1. Descrierea nivelelor, scheme de constructie, parti componente, axe, miscari.

Nivelele se clasifica in doua mari grupe: nivele fara luneta si nivele cu luneta.

Nivelele fara luneta fac parte din categoria instrumentelor simple, care nu se folosesc in scopuri pur topografice, ci la rezolvarea diferitelor probleme in cadrul santierelor de constructii. In aceasta categorie se cuprind: nivelul cu tub de cauciuc si nivela zidarului si scandura.

Nivelele cu luneta realizeaza cat mai riguros orizontalizarea axei de vizare a lunetei. Aceasta orizontalizare se efectueaza fie cu ajutorul nivelei torice, fie automat, cu ajutorul compensatorului optic.

A. Nivelele cu luneta si nivela torica, numite si nivele clasice, din punct de vedere constructiv, se clasifica in doua tipuri de baza: nivele fara surub de fina calare si nivele cu surub de fina calare.

a. Nivelul fara surub de fina calare. Se caracterizeaza prin aceea ca suportul, luneta si nivela torica formeaza un corp comun, avand o pozitie fixa una fata de alta. Se compune din urmatoarele elemente:

(1) - luneta cu axa de vizare L-L';

(2) - nivela torica pentru orizontalizarea axei de vizare a lunetei, avand axa D-D', numita si directrice;

(3) - ambaza, care sustine intregul instrument;

(4) - suruburile de calare;

(5) - surub sau parghie de blocare.

Fig.1. Nivel fara surub de fina calare

Din aceasta categorie, folosite din ce in ce mai rar, fac parte nivelele de tip Egault, NT, NG, Zeiss Ni 060, Wild NK 01. determinarea diferentelor de nivel se face cu o eroare medie patratica de ±1020mm/km.

b. Nivelul cu surub de fina calare. Luneta si nivela torica formeaza un corp comun, fiind prinse de suportul aparatului prin intermediul unei traverse articulata la un capat, iar la celalalt capat avand un surub de fina calare, care permite inclinarea fina a lunetei si nivelei torice. Se compune din urmatoarele elemente:

(1) - luneta;

(2) - nivela torica;

(3) - ambaza;

(4) - suruburile de calare;

(5) - surub sau parghie de blocare;

(6) - articulatie ;

(7) - surub de fina calare.

Fig.2. Nivel cu surub de fina calare

Unele tipuri de nivele au si cerc orizontal gradat, existenta acestuia permitand determinarea concomitenta a pozitiei pe verticala si a pozitiei in plan a punctelor. Orizontalizarea axei se face cu ajutorul nivelei torice obisnuite sau cu coincidenta.

Fig.3. Dispozitivul optic al nivelei cu coincidenta

Din aceasta categorie, folosita pe scara tot mai larga, fac parte nivelele de tip mai vechi Reiss, Gamma, NA1, Zeiss Ni 4 si nivelele mai noi, de precizie Zeiss Ni 030, MOM-35E, Kern GK 23, Wild N10 si de inalta precizie Zeiss Ni 004, Wild N3.

Axele nivelului sunt:

- axa verticala (principala), V-V'; este axa ce trece prin centrul aparatului, ocupand pozitia verticala;

- axa sau directricea nivelei torice, D-D'; este tangenta la tor, la mijlocul acestuia, ocupand pozitia orizontala;

- axa de vizare a lunetei, L-L'; este linia ce uneste centrul optic al obiectivului cu intersectia firelor reticulare.

Conditia principala la un nivel o reprezinta paralelismul dintre directrice si axa de vizare.

Miscarile nivelului sunt:

- miscarea intregului aparat in plan orizontal, in jurul axei verticale V-V'; pentru aceasta miscare aparatul are atat surub sau parghie de blocare, cat si surub de miscare fina (micrometrica);

- miscarea fina, limitata, in plan vertical, doar a lunetei si nivelei torice, numai la nivelele cu surub de fina calare;

- miscarea (rotirea) lunetei in jurul axei sale sau schimbarea cap la cap, numai la nivelele fara surub de fina calare si care au luneta mobila.

Nivelul Zeiss-jena Ni 030. Este un nivel cu surub de fina calare si micrometru optic cu placa cu fete plan-paralele si tambur gradat, acesta fiind detasabil. Imaginea bulei, realizata prin sistemul optic cu coincidenta, se urmareste printr-un vizor asezat lateral fata de ocularul lunetei. Nivelul are si cerc orizontal gradat.

Nivelul Zeiss-jena Ni 004. Este un nivel cu surub de fina calare si micrometru optic incorporat in luneta. Observarea bulei se face prin sistemul cu coincidenta, imaginea fiind adusa in campul lunetei. Nivelul nu are cerc orizontal gradat.

B. Nivele cu luneta si compensator optic.

Aceste nivele, numite si nivele compensatoare sau automate, simplifica procesul de masurare ducand la sporirea randamentului lucrarilor de teren. La aceste nivele, orizontalizarea axei de vizare se realizeaza automat cu ajutorul unui compensator, dupa ce in prealabil au fost calate aproximativ cu ajutorul unei nivele sferice.

Dupa modul de constructie, compensatoarele pot fi: cu pendul, cu nivela si cu lichid.

Precizia nivelelor compensatoare depinde de puterea de marire a lunetei si de precizia compensatorului. Sunt aparate folosite in nivelmentul geometric de mare precizie (Zeiss-jena Ni 002, KONI 007, Salmoiraghi Mod 5190), in nivelmentul de precizie medie (Zeiss-jena Ni 025, MOM Ni B3, Kern GK1-A), sau pentru nivelmentul de santier (Zeiss-jena Ni 050, Ni 080).

Nivelul Zeiss-jena Ni 050. Este un nivel folosit in nivelmentul tehnic si de santier, in special la nivelmentul suprafetelor si la executarea profilelor longitudinale si transversale.

Fig.4. Schema optica a nivelului Ni 050

Nivelul Zeiss-jena Ni 025. La acest nivel dispozitivul de orizontalizare automata a axei de vizare este format dintr-un pendul pe care sunt fixate doua prisme triunghiulare, iar deasupra lor, o prisma pentagonala. Compensatorul este montat intre lentila de focusare si reticulul lunetei. Cele trei prisme au rolul de a compensa inclinarea aparatului, respectiv de a orizontaliza axa de vizare. Pentru amortizarea rapida a oscilatiilor, pendulul se afla in vid. Este folosit in nivelmentul suprafetelor, la realizarea profilelor longitudinale si transversale, la trasarea pe verticala a constructiilor proiectate, la trasarea fundatiilor masinilor si utilajelor.

Nivelul Zeiss-jena KONI 007. Este un nivel la care orizontalizarea automata a axei de vizare se realizeaza cu un compensator format dintr-o prisma-pendul suspendata intr-o luneta periscopica.

2. Descrierea mirelor de nivelment

La executarea nivelmentului geometric, in afara aparatului propriu-zis, care este nivelul, mai sunt necesare niste rigle gradate, numite mire.

Functie de precizia pe care o asigura masurarilor nivelitice, mirele sunt de doua feluri: mire topografice si mire de precizie.

a. Mirele topografice, numite si mire centimetrice, sunt rigle confectionate din lemn uscat, cu lungimea de 2, 3, sau 4 m, iar latimea de 1014cm si o grosime de 23cm. Mirele de 2m sunt, de obicei, dintr-o singura bucata, iar cele de 3 sau 4m sunt construite din doua bucati, putandu-se plia in timpul transportului. Pe o fata, sau pe ambele fete se traseaza diviziuni centimetrice. Pentru a usura efectuarea citirilor pe mira; primii sau ultimii 5 centimetri ai fiecarui decimetru sunt grupati sub forma de E.

Fig.5. Mire topografice

b. Mire de precizie, numite si mire cu banda de invar, sunt confectionate din lemn uscat, avand lungimi de 1,75m si 3m; ele nu sunt pliabile. Pe banda de invar sunt aplicate diviziunile mirei din 5 in 5mm. Diviziunile sunt trasate pe doua randuri, decalate intre ele.

3. Asezarea nivelului in statie si efectuarea citirilor pe mira.

Asezarea in statie a nivelului comporta doua faze de lucru:

- calarea aproximativa a aparatului cu nivela sferica, odata cu instalarea trepiedului in punctul de statie;

- definitivarea calarii.

La nivelul fara surub de fina calare, operatia de definitivare a calarii se face ca la teodolit, obligatoriu in doua pozitii ale nivelei torice.

La nivelul cu surub de fina calare, operatia de definitivare a calarii se face obligatoriu in trei pozitii, astfel:

- se caleaza nivela torica in cele doua pozitii perpendiculare, ca la calarea teodolitului;

- se roteste nivelul cu aproximativ 200^g fata de pozitia a II-a, aducandu-se nivela torica in pozitia a III-a si se observa deplasarea bulei; se elimina jumatate din deplasarea bulei din surubul de calare 3 iar cealalta jumatate din surubul de fina calare; se repeta de 23 ori aceste operatii.

La nivelul cu compensator optic se face mai intai calarea nivelei sferice, folosindu-se suruburile de calare, dupa care, definitivarea calarii se executa automat cu ajutorul compensatorului optic pendulat.

Efectuarea citirilor pe mira topografica, in cazul nivelmentului tehnic si de santier, se face dupa ce mai intai se vizeaza mira, aducandu-se firul reticular peste imaginea clara a mirei.

Se efectueaza citirile la cele trei fire: la firul nivelor, L₀ si la firele stadimetrice, L₁ si L₂. corectitudinea citirilor pe mira se verifica facandu-se:

sau , abaterea admisibila fiind de 12mm.

Fig.6. Efectuarea citirilor pe mira topografica

Efectuarea citirilor pe mira de precizie cu banda de invar, se face folosind micrometrul optic. Dupa vizarea mirei, se roteste tamburul gradat pana cand, in dreptul firului nivelor, se aduce mijlocul unei gradatii, prin incadrarea ei intre cele doua fire oblice.

La numarul diviziunilor citite pe mira se adauga valoarea fractiunii de diviziune de pe mira, inregistrata si citita pe tamburul gradat. Diferenta dintre cele doua citiri se va abate foarte putin de constanta 6,06500. Aceasta reprezinta controlul citirilor.

4. Determinarea cotei unui punct, B, in raport cu cota cunoscuta a unui punct, A, prin nivelment geometric de mijloc.

Se instaleaza nivelul aproximativ la mijlocul distantei dintre cele doua puncte, pe aliniament, sau cand acest lucru nu este posibil, lateral fata de acesta, pastrand insa egalitatea vizelor.

Fig.7. Nivelmentul geometric de mijloc

Distanta de la aparat pana la mira se numeste portee, iar distanta dintre mire se numeste niveleu.

Se calculeaza niveleul, se indreapta luneta spre mirele tinute vertical in cele doua puncte, A si B, facandu-se citirile corespunzatoare la cele trei fire. In fiecare punct se verifica corectitudinea citirilor pe mira.

Cota punctului B se poate calcula in raport cu cota cunoscuta a punctului A in doua feluri:

a. Cu ajutorul diferentei de nivel dintre cele doua puncte, data de diferenta citirilor la firul nivelor.

Cota punctului B va fi egala cu cota cunoscuta a punctului A, la care se adauga algebric diferenta de nivel dintre puncte.

b. Cu ajutorul cotei planului de viza. Se calculeaza cota planului de viza, aducandu-se cota cunoscuta a punctului A, citirea pe mira la firul nivelor din acest punct.

Calculul cotelor cu ajutorul diferentelor de nivel se folosesc in mod curent, la calculul drumuirilor de nivelment geometric, iar calculul folosind cota planului de viza (orizontul instrumentului) se foloseste la calculul cotelor punctelor de radiere si a punctelor de pe profilele transversale.

Diferenta dintre cota punctului B, obtinuta cu primul orizont si cota aceluiasi punct, obtinuta cu al doilea orizont, trebuie sa fie de maxim 3mm.

Verificarea si rectificarea nivelelor

Datorita transportului si manipularii in conditii necorespunzatoare, la nivele, ca si la teodolite, se produc dereglari ale unor parti componente. De aceea, este obligatoriu ca, periodic, sa se faca verificarea si rectificarea lor.

- Verificarea axului principal V-V', al aparatului, realizat prin operatia de calare. Pentru aceasta, se face verificarea si rectificarea nivelei torice si a nivelei sferice, ca la teodolit.

- Orizontalitatea firului nivelor. Datorita dereglarii placutei reticulare, prin rotirea in planul ei, firul nivelor nu este orizontal, chiar daca aparatul este calat. Constatarea existentei acestei dereglari si modul de rectificare se face ca la teodolit.

- Orizontalitatea axei de vizare a lunetei. Realizata prin calarea definitiva a nivelei. Aceasta conditie va fi indeplinita numai daca este indeplinita conditia de paralelism dintre directricea nivelei torice si axa de vizare.

- Paralelismul dintre axa de vizare, L-L', si directricea nivelei torice D-D'. Aceasta conditie se verifica prin determinarea diferentei de nivel dintre doua puncte, A si B, aflate la o distanta de 5070m, prin nivelment geometric de mijloc si din exteriorul niveleului, la 23m in spatele unuia din puncte.

- La nivelul fara surub de fina calare; se realizeaza citirea corecta, pe mira indepartata, prin deplasarea reticulului in plan vertical, aducandu-se axa de vizare paralela cu directricea nivelei torice. Se face observatia ca, la acest tip de nivel, verfificarea conditiei de paralelism se va face dupa ce in prealabil, s-a facut rectificarea nivelei torice, ca la teodolit.

- La nivelul cu surub de fina calare; se realizeaza citirea corecta, pe mira indepartata, prin actionare surubului de fina calare. In acest fel se orizontalizeaza axa de vizare, dar se decaleaza nivela torica, si deci directricea nu va mai fi orizontala. Se orizontalizeaza directricea, aducand-o paralela cu axa de vizare, acum orizontala, centrand bula nivelei de la surubul de rectificare al nivelei torice.

- In cazul nivelelor cu compensator optic; verificarile se fac in acelasi mod ca in cazul nivelelor cu nivela tori