基于自由站法放坡的探討

桂小梅

(廣東省地質局七五七地質大隊，廣東江門 529040)

基于自由站法放坡的探討

桂小梅?

(廣東省地質局七五七地質大隊，廣東江門 529040)

探討了由設計坡比、坡腳坐標、高程以及實測邊坡線上待測點的坐標、高程，基于自由設站進行放坡的方法，并結合某一邊坡工程詳細闡述之。

設計坡比；實測坐標；高程；自由設站；放坡

邊坡治理、土地開發(fā)、道路施工等都要進行土方開挖工作，因此測設邊坡開挖線(即放坡)顯得尤為重要。選擇或設計一種合適、可行的放坡測量方法則是減少或避開困難的關鍵?；谧杂烧痉ǚ牌略趯嶋H工作中取得了較好的效果，它的基本原理是根據設計的坡比與實測坡比相比較的方式進行測設邊坡開挖。

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，原理上就是測設邊坡開挖線，其關鍵是求出兩個量(i設和i實)。i設一般可根據設計的施工圖中計算得出，i實則是求出現(xiàn)狀坡頂的高程與設計坡腳高程之差H、兩者的水平距離D，然后計算和比較現(xiàn)狀坡面的坡比與設計坡比的比值，從而達到放坡的目的。

3 計算方法

根據放坡原理可以推算出使用該方法的計算公式。

如圖2所示:A、B、C均為設計邊坡點，其設計數據分別為:

現(xiàn)狀坡面線上的待定樁為P點，其實測坐標為P (XP，YP，HP)；

αAP、αAB分別為現(xiàn)狀坡面的坡角和設計坡面的夾角，α則為兩者之差；

H為P點到A點的垂直距離、D為P點到A點的平面距離；

假設該設計坡面的前進方向為由西向東。

圖2 現(xiàn)狀坡面與設計坡面線立體示意圖

從圖2中的幾何關系可以得到:

求出了H和D，就可求得坡比:

4 計算、比較并判斷

根據上述所推導的公式可以得到，首先應該判斷待定樁P點是否在所設計的坡面上，然后再進一步判斷該點在哪段的設計面上，判斷點在哪段的設計面上有兩種方式:一是計算、比較i設和i實的值，二是計算兩者的夾角α是否為零。

(1)比較i設和i實的值

①當實測坡比i實小于設計坡比i設時，則待定點P需垂直于坡面向后移；重測，直到兩者相等。

②當實測坡比i實大于設計坡比i設時，則P點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值與零的關系

①當α值大于零時，待定點P需垂直于坡面向后移；重測，直到α值為零。

②當α值小于零時，待定點P則應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P是否在所設計的坡面以及具體在哪一段的設計面的邊線上，其前提條件是比較DAP與DAB，若DAP小于或等于DAB，則可利用A點的參數；若DAP大于DAB，則A點相應的參數值都應改用其他點的參數值。

不論用哪種方法判斷該點在哪段設計面上，最主要是得到待定點P的三維坐標XP、YP、HP，因為αAB、i設、DAB等參數都可以通過設計圖中的已知條件推斷計算得到。而P點的三維坐標通過自由設站的方式，使用全站儀亦容易得之。

5 應用實例

基于上面所述，筆者以“江門市雁五線邊坡施工”工程為例，詳細闡述這一方法，圖3為該工程的部分示意圖，設計的坡面為不同的坡比組成。

圖3中A、B、C三點均為該工程中某段坡面上的設計數據，P1、P2為待定點(即放坡點)，三點的設計數據分別為:

從設計數據可以得到:

圖3 某工程的現(xiàn)狀坡面與設計坡面立體示意圖

在測區(qū)周圍，布設自由測站，用全站儀測得點P1，P2，其實測數據為:

為驗證所測得的點是否滿足設計要求，本工程采用計算、比較坡比的方式進行，計算結果如表1所示。

P1、P2計算結果表 表1

6 結 語

基于自由站放坡的方法適用范圍廣，約束條件少，設站方便，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。所涉及的計算簡單、快捷，只需求算出兩個變量(即兩點平距與高差)，各步計算均能采用計算器(如CASIO fx－4500P/PA編程)或其他一些計算方式進行，操作可行、十分方便。筆者通過江門市新會區(qū)德興北邊坡支護等邊坡治理、道路施工一系列工程運用，均取得顯著的效果，證明此法實用性強，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，彭先進等.土木工程測量[M].廣州:華南理工大學出版社，2001

[3]GB50330－2002.建筑邊坡工程技術規(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，主要從事測繪技術工作。