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)

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(cè)邊坡線上待測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量方法則是減少或避開困難的關(guān)鍵。基于自由站法放坡在實(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(cè)坡比相比較的方式進(jìn)行測(cè)設(shè)邊坡開挖。

1 基本概念

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。

2 放坡原理

放坡，原理上就是測(cè)設(shè)邊坡開挖線，其關(guān)鍵是求出兩個(gè)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。

3 計(jì)算方法

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(cè)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:

4 計(jì)算、比較并判斷

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(cè)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(cè)，直到兩者相等。

②當(dāng)實(shí)測(cè)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(cè)，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(cè)，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(cè)，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(guò)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(guò)自由設(shè)站的方式，使用全站儀亦容易得之。

5 應(yīng)用實(shí)例

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(cè)區(qū)周圍，布設(shè)自由測(cè)站，用全站儀測(cè)得點(diǎn)P1，P2，其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為:

為驗(yàn)證所測(cè)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

6 結(jié) 語(yǔ)

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(jiǎn)單、快捷，只需求算出兩個(gè)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(guò)江門市新會(huì)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(cè)量規(guī)范[S].

[2]劉玉珠，彭先進(jìn)等.土木工程測(cè)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(cè)繪技術(shù)工作。