Consideratii Generale Privind Topografia Inginereasca

Capitolul 1

Considerații generale privind topografia inginerească

2.1. Categorii de lucrări de topografie inginereasca

Topografia inginereasca cuprinde mai multe categorii principale de lucrari, fiecare categorie gasindu-si utilitatea la anumite faze ale constructiei si adoptata in functie de cerinte:

a) Studiile tehnico – topografice sunt baza în faza de elaborare pentru proiectarea construcțiilor, studiilor hidrologice, prospecțiunile geotehnice și geofizice. Studiile fac referire la ridicarea suprafeței pe care se va executa construcția, redactarea planurilor necesare proiectării, trasarea căilor de comunicație de acces, legarea topografică a punctelor, profilelor și aliniamentelor.

b) Proiectare topografo – inginerească se regăsește in faza de elaborare a proiectului construcției. În cadrul ei se vor întocmii documentația topografică la scări mari și foarte mari necesară proiectării, pregătirea topografică a proiectului pentru a putea fi aplicat pe teren, dupa care se calculează suprafețele și volumele, și se rezolvă problemele legate de sistematizare orizontală și verticală.

c) Trasarea topografică include lucrările topografice necesare pentru execuție. Precizia trasării este mai mare decat cea intalnită la ridicarea topografică. Trasările cuprind lucrări precum: întocmirea bazei de trasare care se realizeaza in functie de forma construcției , trasarea pe teren a axelor principale ale construcției, dar și trasarea anumitor detalii ale acesteia. Pentru determinarea preciziei se fac ridicări de execuție pentru verificarea preciziei de aplicare pe teren a proiectului și cel al coordonatelor reale (de execuție).

d) Asigurarea topografo – inginerească este o categorie de lucrari care a aparut pentru executarea si efectuarea cu precizie ridicata si intr-o perioada mai scurta de timp a lucrarilor. Aceasta presupune utilizarea unor noi metode de masurare cu aparatura speciala avand ca rezultat precizii mari.

e) Observațiile topografo – fotogrametrice asupra deformațiilor și deplasărilor construcțiilor și terenurilor sau cunoscuta ca si „topografie inginerească dinamică” cuprind lucrari pentru : măsurarea tasarilor, determinarea înclinării construcțiilor înalte, determinarea deplasărilor orizontale. Cu ajutorul lor se determina deplasarile constructiilor urmarind comportarea acestora in timp pentru ca utilizarea lor sa se desfasoare in conditii optime.

2.2. Ridicari specifice de topografie inginereasca

Pentru realizarea proiectului unui obiectiv, proiectantii de specialitate (arhitecti, constructori, instalatori, etc.) au nevoie de o baza de documentare ce trebuie sa contina informatii complete si de actualitate despre zona de interes. Majoritatea acestora provin in general de la specialistii topo-cadastrali si geotehnicieni, iar in cazul localitatilor se adauga baze de date tehnico-edilitare si de infrastructura.

In functie de mai multe criterii dintre care: importanta strategica, suprafata construita,

destinatia (constructii hidrotehnice, silozuri, zone industriale, cai de comunicatii, zone de agrement sau un obiectiv de dimensiuni mai mici) baza de documentare topo-geodezica poate cuprinde harti la scari medii si mari (1:50.000 – 1:25.000) pana la planuri, in general, de la 1:10.000 pana la 1:500. Suplimentar cu acestea trebuie utilizata ca baza informativa ortofotoplanul, pentru actualizarea datelor spatiale. Concomitent cu acestea, se efectueaza recunoasterea terenului si proiectarea unor retele de sprijin planimetrica si altimetrica care vor fi utilizate atat la ridicarea topografica a terenului cat si la proiectarea planului de trasare a obiectivelor. In anumite situatii pot fi insa cerute planuri foarte detaliate, la scari mari (1:200 – 1:100).

In ceea ce priveste situatia concreta a studiului nostru de caz, suprafata de construit fiind mica, obiectivele construite anterior fiind finalizate si racordate deja la retelele utilitare din zona, pentru proiectare a fost necesara o ridicare topografica, atat planimetrica cat si altimetrica, prin intermediul careia s-a redactat planul topografic.

Ridicarea topografică a terenului se efectuează astfel încât să se poată reprezenta în plan, totalitatea elementelor naturale si construite existente în teren, cu poziția lor reciprocă, descrise atat grafic cat si prin coordonate planimetrice și altimetrice (cote teren). Unul dintre elementele naturale de interes, in lucrarile de topografie inginereasca, obligatoriu sa fie reprezentat, este relieful.

Planul topografic astfel obținut reprezintă suportul de bază pe care se face proiectarea construcțiilor de orice fel: industriale, agricole, civile sau a infrastructurii: drumuri și căi ferate cu lucrări de artă aferente, rețele edilitare: alimentare apă potabilă, energie electrică, gaze naturale, canalizate menajeră, pluvială, etc. Din acesta derivă planul de execuție și profilele longitudinale și transversale, dacă este cazul.

Planurile de situatie servesc ca baza topografica, numai in perioadele de proiectare si de executie a constructiei, spre deosebire de planurile cadastrale si planurile de executie care se folosesc in tot timpul exploatarii.

Planurile de executie (cu constructiile terminate) se obtin prin noi ridicari topografice deoarece, la terminarea constructiei, elementele de planimetrie dispar in mare masura sau se transforma, aparand noi constructii. Totodata se transforma mult si relieful terenului prin sistematizarea verticala a suprafetei terenului.

Baza ridicărilor topografice o constituie existența în zona de ridicat, a unui număr de punctele aparținând rețelei geodezice de stat de ordinul I – IV la care se adauga rețeaua de îndesire de ordinul V, daca exista. Pentru ridicare se realizeaza o retea topografica de indesire, bazata pe aceste puncte de sprijin. Ca metoda de determinare a noilor puncte poate fi aleasa din una dintre următoarele metode cunoscute, sau combinatii ale acestora:

intersecția înainte, când se staționează în punctele vechi cunoscute ale rețelei de sprijin și se vizează spre punctul nou de determinat;

intersecția înapoi, când se staționează în punctul nou și se duc vize spre punctele vechi;

intersecția combinată, când se staționează atât în punctele vechi cât și în punctele noi;

Punctele de detaliu se determina prin masuratori de unghiuri și distanțe cu, prin radieri duble, sau chiar simple, in functie de importanta punctului si scopul lucrarii.

Schemele de dezvoltare a rețelei de sprijin pentru ridicările topografice depind de mărimea suprafeței teritoriului de ridicat, de existența, densitatea și natura construcțiilor de pe teritoriul respectiv, precum si de condițiile de vizibilitate.

În cazul suprafețelor mici, rețeaua de sprijin poate fi determinată printr-o drumuire primară închisă, iar pentru suprafețele foarte mici, prin metoda radierii, astfel încât toate detaliile să poată fi preluate dintr-un singur punct de stație, prin metoda radierii.

2.3. Rețeaua de sprijin pentru ridicarea altimetrică

2.3.1. Nivelmentul geometric

Nivelmentul geometric sau direct are o larga utilizare si in topografia inginereasca datorita preciziei ridicate in determinarea diferentelor de nivel. Se executa cu instrumente de nivelment ale caror axe de vizare pot fi aduse in pozitie orizontala, numite nivele.

Nivelmentul geometric poate fi de doua feluri: nivelment geometric de mijloc si nivelment geometric de capat.

Nivelmentul geometric de mijloc se realizeaza atunci cand nivela este pozitionata la mijlocul distantei dintre punctele de determinat, deasupra carora se pozitioneaza mirele sau stadiile. Distanta dintre aceste puncte se numeste niveleu, iar distanta dintre nivela si unul dintre puncte se numeste portee.

Nivelmentul geometric de capat se realizeaza atunci cand instrumentul se pozitioneaza fie deasupra unuia dintre cele doua puncte de determinat, fie in proximitatea lui, iar pe celalalt punct se pozitioneaza mira sau stadia.

Nivelmentul geometric se efectuează pentru cotarea punctelor retelei de indesire, pentru trasarea curbelor de nivel și pentru obținerea cotelor punctelor caracteristice ale obiectivelor construite (colțuri de clădiri, culeele și pilele podurilor, capacele rețelelor edilitare, stalpi, intersecții de străzi, etc.), precum și pentru punctele radiate tahimetric și materializate.

Condițiile tehnice pe care trebuie să le îndeplinească nivelmentul geometric sunt cele echivalente nivelmentului de ordinul IV.

Compensarea drumuirilor se face astfel:

dacă drumuirea de nivelment geometric se sprijină la capete pe puncte de cote cunoscute, discordanța se repartizează în mod egal la fiecare diferență de nivel; când niveleele sunt toate de aceeași lungime, și în mod proporțional cu lungimea niveleelor, când acestea sunt neegale;

când drumuirea se închide pe același punct, neînchiderea se repartizează ca mai sus;

in cazul poligoanelor sau punctelor nodale, neînchiderea se repartizează în mod ponderat, proporțional cu numărul de nivelee la fiecare secțiune;

in cazul in care, din punctele de stație ale drumuirii s-au executat radieri, cotele punctelor radiate se măsoară cu toleranța de 1,5 cm;

atunci când rețeaua de drumuiri este conformată din poligoane sau puncte nodale, compensarea se face prin metoda aproximațiilor succesive sau a înlocuirilor echivalente.

2.3.2. Nivelmentul trigonometric

Principiul nivelmentului trigonometric consta in calcularea diferentei de nivel in functie de distanta orizontala dintre doua puncte si de unghiul vertical al aliniamentului respectiv.

Determinarea altitudinilor punctelor bazei de ridicare prin nivelment trigonometric trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

1. drumuirea de nivelment trebuie să se sprijine pe puncte ale căror cote sunt determinate prin nivelment geometric;

2. lungimea drumuirii să fie în medie de 2 km;

3. se aplică când echidistanța curbelor de nivel nu este mai mică de 1 m;

4. măsurarea unghiurilor verticale se face în cele două poziții ale cercului vertical, a cărui precizie trebuie să fie de lc;

5. nivela cercului vertical trebuie să aibă ca valoare a diviziunii 20-30";

6. valoarea punctului 0 al cercului vertical în fiecare punct de stație nu trebuie să fie mai mare decât dublul valorii diviziunii cercului;

7. diferența de nivel între punctele bazei de ridicare și punctele de stație ale drumuirii trebuie să fie obținută de două ori, în sens direct și în sens invers;

8. discordanța între diferența de nivel obținută în sens direct și cea obținută în sens invers în lungul unei laturi nu trebuie să depășească 0,004D, unde D este lungimea laturii în sute de metri;

9. discordanța admisibilă în drumuirile și poligoanele închise se determină cu formula:

unde D = lungimea medie a laturii exprimată în sute de metri

unde d = lungimea drumuirii, ca suma a laturilor și n este numărul laturilor drumuirii sau poligonului. Repartizarea discordanței se face proporțional cu lungimea laturilor.

Pentru punctele cotate prin radieri toleranța este de ± 5cm pentru punctele nematerializate, și de ± 4cm pentru punctele materializate.

2.4. Cerintele de precizie ale planurilor de situatie

Cerintele de precizie ale planurilor de situatie pentru proiectare se refera adesea la pozitia reciproca a contururilor si obiectelor invecinate; precizia planului in raport cu punctele de sprijin geodezice initiale se poate accepta mai mica, de aceea sunt cazuri cand planurile de situatie la scara mare (de exemplu 1:2.000) se obtin prin ridicare topografica avand o retea de sprijin, calculata pentru a satisface tolerantele unui plan la o scara mica (1:5.000).

Cerintele reprezentarii planimetriei si altimetriei pe planurile topografice la scara mare se refera la: precizia, fidelitatea si detalierea planului, care sunt si factorii care influenteaza alegerea scarii planului (1:n) si echidistantei curbelor de nivel (E).

2.4.1. Precizia reprezentarii planimetriei

Aceasta precizie, numita si precizia planului de situatie, precizia bazei topografice pentru proiectare sau precizia ridicarii topografice este data de eroarea totala de pozitie pe plan a contururilor si obiectelor fata de punctele de sprijin din apropiere. Marimea erorii medii patratice totale (abaterea standard) este aproximativ aceeasi pentru toate metodele de ridicare la scari mari (1:10.000 si 1:5.000) fiind egala cu ± 0,3…0,4 mm la scara planului. In cazul planurilor la scari foarte mari (1:2.000…1:100) marimea erorii medii patratice totale (abaterea standard) variaza in limite mai largi, in functie de metoda de ridicare.Cristescu.

Pentru proiectare are o deosebita importanta precizia pozitiei reciproce a elementelor de planimetrie, care se admite aproximativ de aceeasi valoare (± 0,3…0,4 mm) masurata pe plan, de exemplu pentru scara 1:500 aceasta corespunde la 0,15…0,20 m.

Cu cat scara planului este mai mare cu atat va fi mai mica eroarea de intocmire a planului (adica creste precizia planului). Aceasta constatare dicteaza scara necesara a planului sau a ridicarii topografice (1:n) daca se cunoaste eroarea admisa in dimensiunile obiectului de reprezentat σd si eroarea de intocmire a planului σpl :

Eroarea medie patratica totala (abaterea standard) σpl de pozitie in plan a unui punct al conturului se poate calcula cu diferite formule in functie de destinatia planului, scara si de metoda de ridicare topografica.

Pentru intocmirea planurilor la scara 1:10.000 si 1:5.000 (in extravilan) valoarea erorii medii totale se poate calcula cu urmatoarea relatie:

m1 = eroarea medie de pozitie pe plan a punctelor cele mai apropiate ale retelei de sprijin pentru ridicare

m2 = eroarea medie patratica a masuratorilor din teren a carei marime depinde de instrumentele si metoda de ridicare

m3 = eroarea medie de raportare pe plan a punctelor de sprijin si a punctelor conturului

m4 = eroarea medie de desenare a contururilor

m5 = eroarea medie datorita deformatiei hartiei planului

Eroarea medie patratica totala are o serie de valori practice determinate:

Daca punctele de sprijin m1 sunt neglijabile si eroarea de raportare a punctelor m3 – este minima, mpl = ± 0,2 mm teoretic, iar practic 0,4 mm cand originalul planului este nedeformabil;

Daca folosim copii ale planului original si tinem seama de deformatia hartiei planului mpl = ± 0,55 mm

Pentru scari foarte mari (1:2.000…1:100), eroarea medie totala se pozitie a punctului de contur pe plan mpl:

mr = eroarea medie de ridicare a punctului

mc = eroarea medie de cartografiere a punctului (raportare)

mg = eroarea medie de desenare a originalului planului

Eroarea medie pătratica de ridicare a punctului este:

= eroarea medie de poziție a punctelor retelei de sprijin de la ridicare

= eroarea medie de pozitie a punctelor de statie sau a punctelor din drumuirea tahimetrica

= eroarea medie de pozitie a punctelor conturului

2.4.2. Precizia reprezentarii reliefului

Fomula generala de calcul este urmatoarea:

m1 = eroarea medie a cotei reperilor de nivelment

m2 = eroarea medie de terminare pe teren a diferentei de nivel intre reperi si punctul de determinat

mg = eroarea medie de generalizare a reliefului

m3 = eroarea medie de raportare pe plan a punctului proiectat

m3=± mpl · tgα

mpl=eroarea de pozitie in plan a punctului cotat

α=unghiul mediu de inclinare din zona respectiva

m4 = eroarea medie de interpolare si desenare a curbelor de nivel

m4= ± mc · tgα

mc= eroarea medie de apreciere la interpolare si desenare a curbei de nivel pe plan

Reprezentarea reliefului pe planuri si harti se face prin curbe de nivel cu urmatoarele echidistante:

2.4.3. Fidelitatea si detalierea planului

Fidelitatea reprezinta gradul de asemanare a reprezentarii grafice cu realitatea corespondenta in teren. Cu cat scara planului de reprezentare este mai mare cu atat creste fidelitatea reprezentarii si devin mai mici generalitatile din teren. In cazul ridicarilor la scari mari se accepta ca erorile datorate acestor generalizari ale contururilor plane sa nu depaseasca ±5mm la scara planului.

Detalierea planului reprezinta gradul de saturatie a planului cu obiecte existente in teren, a caror reprezentare este necesara si posibila la scara si echidistanta planului. Detalierea se poate exprima prin dimensiunile minime ale obiectelor sau a distantelor dintre aceste obiecte ce urmeaza a fi reprezentate pe plan. Cerintele de detaliere sunt impuse de scara de reprezentare aleasa. In multe situatii insa, proiectantul impune gradul de detaliere lasand la latitudinea inginerului geodez alegerea scarii optime. Aceasta problema se rezolva prin relatia scarii numerice:

2.4.4. Alegerea scarii planului pentru proiectare

Factorii care influenteaza marimea scarii planului necesar proiectarii sunt:

natura problemelor ce urmeaza a se rezolva si felul constructiei ce se proiecteaza (in acest sens, planul de situatie poate servi la elaborarea planului general al zonei sau pentru intocmirea planului de executie. Totodata, planul de situatie constituie baza topografica pentru ridicare );

complexitatea situatiei si a reliefului terenului, care influenteaza fidelitatea planului;

conditiile utilizarii in proiectare a constructiilor si traseelor existente.

Exemple:

planul la scara 1:10.000 si echidistanta E=1 pana la 2m(pentru teren de ses), E=5m (in teren accidentat), se foloseste pentru alegerea traseelor magistrale (de drumuri, de cai ferate, canale de irigatie, linii electrice magistrale) a amplasamentelor combinate industriale, la noduri hidrotehnice si hidroenergetice, etc.

planul la scara 1:5.000 cu E=1m (teren ses) sau E=2m (teren accidentat), constituie baza topografica pentru sistematizarea localitatilor, la echiparea tehnica a teritoriilor (imbunatatiri funciare) etc.

planul la scara 1:2.000 cu E= 0,5 -1m (teren ses si teren accidentat) serveste pentru elaborarea proiectelor si planurilor generale ale constructiilor hidrotehnice si industriale, a retelelor edilitare sau la elaborarea detaliilor de sistematizare din localitati.

Pag15 cum faci rid topo .pe ce baza se fac proiectarile proiectate ulterior

Docum topo necesara 1.3 carte

Continutul docum topo cosarca.pag 13 pana la 1241