桂小梅
(廣東省地質(zhì)局七五七地質(zhì)大隊(duì),廣東江門 529040)
基于自由站法放坡的探討
桂小梅?
(廣東省地質(zhì)局七五七地質(zhì)大隊(duì),廣東江門 529040)
探討了由設(shè)計(jì)坡比、坡腳坐標(biāo)、高程以及實(shí)測邊坡線上待測點(diǎn)的坐標(biāo)、高程,基于自由設(shè)站進(jìn)行放坡的方法,并結(jié)合某一邊坡工程詳細(xì)闡述之。
設(shè)計(jì)坡比;實(shí)測坐標(biāo);高程;自由設(shè)站;放坡
邊坡治理、土地開發(fā)、道路施工等都要進(jìn)行土方開挖工作,因此測設(shè)邊坡開挖線(即放坡)顯得尤為重要。選擇或設(shè)計(jì)一種合適、可行的放坡測量方法則是減少或避開困難的關(guān)鍵?;谧杂烧痉ǚ牌略趯?shí)際工作中取得了較好的效果,它的基本原理是根據(jù)設(shè)計(jì)的坡比與實(shí)測坡比相比較的方式進(jìn)行測設(shè)邊坡開挖。
坡比指的是坡面的鉛直高度(H)和水平寬度(D)的比值,也叫做坡度。坡面與水平面的夾角叫做坡角,坡比為坡角的正切值,設(shè)坡角為α,坡比為i,則i=H∶D或者i=tanα;坡度一般寫成1∶m的形式。圖1所示為坡比示意圖。
圖1 坡比示意圖
從圖1中可以看出,坡比與坡角成正比,即坡比越大,則坡角越大,坡面就越陡;反之,坡比越小,坡角越小,坡面也就越平緩。
放坡,原理上就是測設(shè)邊坡開挖線,其關(guān)鍵是求出兩個量(i設(shè)和i實(shí))。i設(shè)一般可根據(jù)設(shè)計(jì)的施工圖中計(jì)算得出,i實(shí)則是求出現(xiàn)狀坡頂?shù)母叱膛c設(shè)計(jì)坡腳高程之差H、兩者的水平距離D,然后計(jì)算和比較現(xiàn)狀坡面的坡比與設(shè)計(jì)坡比的比值,從而達(dá)到放坡的目的。
根據(jù)放坡原理可以推算出使用該方法的計(jì)算公式。
如圖2所示:A、B、C均為設(shè)計(jì)邊坡點(diǎn),其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分別為:
現(xiàn)狀坡面線上的待定樁為P點(diǎn),其實(shí)測坐標(biāo)為P (XP,YP,HP);
αAP、αAB分別為現(xiàn)狀坡面的坡角和設(shè)計(jì)坡面的夾角,α則為兩者之差;
H為P點(diǎn)到A點(diǎn)的垂直距離、D為P點(diǎn)到A點(diǎn)的平面距離;
假設(shè)該設(shè)計(jì)坡面的前進(jìn)方向?yàn)橛晌飨驏|。
圖2 現(xiàn)狀坡面與設(shè)計(jì)坡面線立體示意圖
從圖2中的幾何關(guān)系可以得到:
求出了H和D,就可求得坡比:
根據(jù)上述所推導(dǎo)的公式可以得到,首先應(yīng)該判斷待定樁P點(diǎn)是否在所設(shè)計(jì)的坡面上,然后再進(jìn)一步判斷該點(diǎn)在哪段的設(shè)計(jì)面上,判斷點(diǎn)在哪段的設(shè)計(jì)面上有兩種方式:一是計(jì)算、比較i設(shè)和i實(shí)的值,二是計(jì)算兩者的夾角α是否為零。
(1)比較i設(shè)和i實(shí)的值
①當(dāng)實(shí)測坡比i實(shí)小于設(shè)計(jì)坡比i設(shè)時(shí),則待定點(diǎn)P需垂直于坡面向后移;重測,直到兩者相等。
②當(dāng)實(shí)測坡比i實(shí)大于設(shè)計(jì)坡比i設(shè)時(shí),則P點(diǎn)需垂直于坡面向前移;重測,直到兩坡比i相等。
(2)判斷夾角α值與零的關(guān)系
①當(dāng)α值大于零時(shí),待定點(diǎn)P需垂直于坡面向后移;重測,直到α值為零。
②當(dāng)α值小于零時(shí),待定點(diǎn)P則應(yīng)向垂直于坡面的方向前移;重測,直到α值為零。
要判斷待定點(diǎn)P是否在所設(shè)計(jì)的坡面以及具體在哪一段的設(shè)計(jì)面的邊線上,其前提條件是比較DAP與DAB,若DAP小于或等于DAB,則可利用A點(diǎn)的參數(shù);若DAP大于DAB,則A點(diǎn)相應(yīng)的參數(shù)值都應(yīng)改用其他點(diǎn)的參數(shù)值。
不論用哪種方法判斷該點(diǎn)在哪段設(shè)計(jì)面上,最主要是得到待定點(diǎn)P的三維坐標(biāo)XP、YP、HP,因?yàn)棣罙B、i設(shè)、DAB等參數(shù)都可以通過設(shè)計(jì)圖中的已知條件推斷計(jì)算得到。而P點(diǎn)的三維坐標(biāo)通過自由設(shè)站的方式,使用全站儀亦容易得之。
基于上面所述,筆者以“江門市雁五線邊坡施工”工程為例,詳細(xì)闡述這一方法,圖3為該工程的部分示意圖,設(shè)計(jì)的坡面為不同的坡比組成。
圖3中A、B、C三點(diǎn)均為該工程中某段坡面上的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),P1、P2為待定點(diǎn)(即放坡點(diǎn)),三點(diǎn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分別為:
從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以得到:
圖3 某工程的現(xiàn)狀坡面與設(shè)計(jì)坡面立體示意圖
在測區(qū)周圍,布設(shè)自由測站,用全站儀測得點(diǎn)P1,P2,其實(shí)測數(shù)據(jù)為:
為驗(yàn)證所測得的點(diǎn)是否滿足設(shè)計(jì)要求,本工程采用計(jì)算、比較坡比的方式進(jìn)行,計(jì)算結(jié)果如表1所示。
P1、P2計(jì)算結(jié)果表 表1
基于自由站放坡的方法適用范圍廣,約束條件少,設(shè)站方便,即可以避開通視條件困難,也可隨意加密開挖線,具有較高的靈活性。所涉及的計(jì)算簡單、快捷,只需求算出兩個變量(即兩點(diǎn)平距與高差),各步計(jì)算均能采用計(jì)算器(如CASIO fx-4500P/PA編程)或其他一些計(jì)算方式進(jìn)行,操作可行、十分方便。筆者通過江門市新會區(qū)德興北邊坡支護(hù)等邊坡治理、道路施工一系列工程運(yùn)用,均取得顯著的效果,證明此法實(shí)用性強(qiáng),操作方便、工作效率高。
[1]GB 50026-2007.工程測量規(guī)范[S].
[2]劉玉珠,彭先進(jìn)等.土木工程測量[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001
[3]GB50330-2002.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].
Discussing the Method of Setting Out the Slope Based on the Free-Based Station
Gui XiaoMei
(757 geological party,bureau of geology of guangDong province,Jiangmen 529040,China)
This paper discusses the Method of setting out the slope based on the free-based station,according to the design of slope ratio、the design of slope coordinates,elevation and the measured slope of line under test point coordinates,elevation,and with a detail of the slope engineering.
Design slope ratio;measured coordinates;height;free-based station;setting out the slope
1672-8262(2010)05-145-02
P258
B
2009—12—25
桂小梅(1980—),女,工程師,主要從事測繪技術(shù)工作。