基于自由站法放坡的探讨

桂小梅

(广东省地质局七五七地质大队，广东江门 529040)

基于自由站法放坡的探讨

桂小梅∗

(广东省地质局七五七地质大队，广东江门 529040)

探讨了由设计坡比、坡脚坐标、高程以及实测边坡线上待测点的坐标、高程，基于自由设站进行放坡的方法，并结合某一边坡工程详细阐述之。

设计坡比；实测坐标；高程；自由设站；放坡

边坡治理、土地开发、道路施工等都要进行土方开挖工作，因此测设边坡开挖线(即放坡)显得尤为重要。选择或设计一种合适、可行的放坡测量方法则是减少或避开困难的关键。基于自由站法放坡在实际工作中取得了较好的效果，它的基本原理是根据设计的坡比与实测坡比相比较的方式进行测设边坡开挖。

1 基本概念

坡比指的是坡面的铅直高度(H)和水平宽度(D)的比值，也叫做坡度。坡面与水平面的夹角叫做坡角，坡比为坡角的正切值，设坡角为α，坡比为i，则i＝H∶D或者i＝tanα；坡度一般写成1∶m的形式。图1所示为坡比示意图。

图1 坡比示意图

从图1中可以看出，坡比与坡角成正比，即坡比越大，则坡角越大，坡面就越陡；反之，坡比越小，坡角越小，坡面也就越平缓。

2 放坡原理

放坡，原理上就是测设边坡开挖线，其关键是求出两个量(i设和i实)。i设一般可根据设计的施工图中计算得出，i实则是求出现状坡顶的高程与设计坡脚高程之差H、两者的水平距离D，然后计算和比较现状坡面的坡比与设计坡比的比值，从而达到放坡的目的。

3 计算方法

根据放坡原理可以推算出使用该方法的计算公式。

如图2所示:A、B、C均为设计边坡点，其设计数据分别为:

现状坡面线上的待定桩为P点，其实测坐标为P (XP，YP，HP)；

αAP、αAB分别为现状坡面的坡角和设计坡面的夹角，α则为两者之差；

H为P点到A点的垂直距离、D为P点到A点的平面距离；

假设该设计坡面的前进方向为由西向东。

图2 现状坡面与设计坡面线立体示意图

从图2中的几何关系可以得到:

求出了H和D，就可求得坡比:

4 计算、比较并判断

根据上述所推导的公式可以得到，首先应该判断待定桩P点是否在所设计的坡面上，然后再进一步判断该点在哪段的设计面上，判断点在哪段的设计面上有两种方式:一是计算、比较i设和i实的值，二是计算两者的夹角α是否为零。

(1)比较i设和i实的值

①当实测坡比i实小于设计坡比i设时，则待定点P需垂直于坡面向后移；重测，直到两者相等。

②当实测坡比i实大于设计坡比i设时，则P点需垂直于坡面向前移；重测，直到两坡比i相等。

(2)判断夹角α值与零的关系

①当α值大于零时，待定点P需垂直于坡面向后移；重测，直到α值为零。

②当α值小于零时，待定点P则应向垂直于坡面的方向前移；重测，直到α值为零。

要判断待定点P是否在所设计的坡面以及具体在哪一段的设计面的边线上，其前提条件是比较DAP与DAB，若DAP小于或等于DAB，则可利用A点的参数；若DAP大于DAB，则A点相应的参数值都应改用其他点的参数值。

不论用哪种方法判断该点在哪段设计面上，最主要是得到待定点P的三维坐标XP、YP、HP，因为αAB、i设、DAB等参数都可以通过设计图中的已知条件推断计算得到。而P点的三维坐标通过自由设站的方式，使用全站仪亦容易得之。

5 应用实例

基于上面所述，笔者以“江门市雁五线边坡施工”工程为例，详细阐述这一方法，图3为该工程的部分示意图，设计的坡面为不同的坡比组成。

图3中A、B、C三点均为该工程中某段坡面上的设计数据，P1、P2为待定点(即放坡点)，三点的设计数据分别为:

从设计数据可以得到:

图3 某工程的现状坡面与设计坡面立体示意图

在测区周围，布设自由测站，用全站仪测得点P1，P2，其实测数据为:

为验证所测得的点是否满足设计要求，本工程采用计算、比较坡比的方式进行，计算结果如表1所示。

P1、P2计算结果表 表1

6 结 语

基于自由站放坡的方法适用范围广，约束条件少，设站方便，即可以避开通视条件困难，也可随意加密开挖线，具有较高的灵活性。所涉及的计算简单、快捷，只需求算出两个变量(即两点平距与高差)，各步计算均能采用计算器(如CASIO fx－4500P/PA编程)或其他一些计算方式进行，操作可行、十分方便。笔者通过江门市新会区德兴北边坡支护等边坡治理、道路施工一系列工程运用，均取得显著的效果，证明此法实用性强，操作方便、工作效率高。

[1]GB 50026－2007.工程测量规范[S].

[2]刘玉珠，彭先进等.土木工程测量[M].广州:华南理工大学出版社，2001

[3]GB50330－2002.建筑边坡工程技术规范[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，工程师，主要从事测绘技术工作。