Giáo trình Thực tập trắc địa công trình 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Giáo trình Thực tập trắc địa công trình 2 cung cấp cho học viên những kiến thức về: thành lập lưới ô vuông xây dựng; tính toán bình sai lưới ô vuông; bố trí công trình; xác định độ nghiêng công trình;... Mời các bạn cùng tham khảo!

1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

- - Chủ biên: ThS Nguyễn Thị Mai Anh

2

Bài 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG THỰC TẬP

1.1 Giới thiệu nội dung thực tập

+ Lập lưới thi công dạng ô vuông xây dựng

* Nội dung: Lập lưới ô vuông bằng phương pháp hoàn nguyên

* Yêu cầu:- Mạng lưới thành lập trên khu vực tương đối bằng phẳng, trên khu vực đã xây dựng lưới hạng IV

- Kích thước lưới: 3x3 ô vuông, kích thước mỗi mắt lưới 50x50m

* Thực hiện

+ Lập hệ tọa độ gần đúng:

Từ các điểm lưới hạng IV đã lập, lựa chọn gốc tọa độ, trục tọa độ (X hoặc Y) giả định bằng cách chọn gốc O và 1 điểm trên trục X hoặc Y rồi tiến hành đo nối từ lưới hạng IV, trục tọa độ còn lại lấy vuông góc với trục đã lập Sử dụng máy TĐĐT

+ Lập lưới ô vuông gần đúng:

Từ hệ tọa độ đã lập, theo chiều dài mắt lưới thiết kế bố trí lưới gần đúng trên thực địa Sử dụng máy kinh vỹ và thước dây hoặc máy TĐĐT, các điểm lưới gần đúng đóng bằng cọc gỗ kích thước (3x3x30)cm, trên đầu cọc đóng đinh 3

+ Lập lưới khống chế xác định tọa độ thực tế của các điểm:

Lập lưới khống chế 3 bậc:

+ Bậc 1: lưới khống chế hạng IV: là mạng lưới hạng IV đã có

+ Bậc 2: Lưới đường chuyền cấp 1: theo chu vi lưới ô vuông và các điểm gốc là các điểm hạng IV, thành lập 2 lưới đường chuyền dạng phù hợp

Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo Bình sai bằng phương pháp gián tiếp trên phần mềm Topo

+ Bậc 3: Lưới đường chuyền cấp 2: dựa vào các điểm cấp 1 đã thành lập, lập lưới cấp 2 dạng đường chuyền duỗi thẳng

Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo.Bình sai bằng phương pháp gián tiếp trên phần mềm Topo

+ Hoàn nguyên điểm

+ Tính các yếu tố hoàn nguyên và sơ đồ hoàn nguyên cho các điểm

+ Hoàn nguyên các điểm lưới ngoài thực địa bằng máy TĐĐT

+ Đóng các cọc hoàn nguyên bằng các cọc gỗ kích thước (3x3x30)cm, trên đầu cọc đóng đinh 3 sau đó xịt bằng sơn đỏ trên mốc

+ Đo kiểm tra mạng lưới: đo các cạnh và góc của mạng lưới

+ Đo độ cao mạng lưới ô vuông: xác định độ cao cho tất cả các điểm mắt lưới ô vuông bằng máy thủy chuẩn

* Bố trí công trình

+ Thiết kế công trình

1 Thiết kế một công trình trong mạng lưới ô vuông đã xây dựng kích thước tùy chọn, Lập sơ đồ bản thiết kế

2 Bố trí công trình ngoài thực địa

Bố trí công trình bằng máy TĐĐT cho các điểm trục chính và đánh dấu bằng cọc

gỗ, xịt sơn đỏ

1.2 Chuẩn bị trang thiết bị: Máy toàn đạc điện tử, gương, sổ đo, thước, 1.3 Khảo sát khu vực thực tập: Ra thực địa chọn khu vực thực tập

3

BÀI 2: THÀNH LẬP LƯỚI Ô VUÔNG XÂY DỰNG

2.1 Khảo sát khu vực thành lập lưới ô vuông xây dựng

Công tác thành lập bản thiết kế quy hoạch xây dựng khu công nghiệp rất đa dạng, tuỳ thuộc vào diện tích và điều kiện địa hình của khu vực xây dựng Công tác này bao gồm:

- Quy hoạch tổng thể;

- Quy hoạch theo giai đoạn

Việc xây dựng quy hoạch khu công nghiệp được thực hiện trên cơ sở kế hoạch phát triển của nền kinh tế và các ngành công nghiệp

Quá trình thành lập quy hoạch xây dựng khu công nghiệp được thực hiện theo các giai đoạn sau:

- Lập quy hoạch tổng thể khu công nghiệp;

- Lập quy hoạch chi tiết các vùng, các khu vực;

- Lập quy hoạch thiết kế xây dựng của từng vùng, từng khu vực

a- Quy hoạch tổng thể khu công nghiệp: là tài liệu quy hoạch xây dựng cơ bản của khu

công nghiệp dựa trên cơ sở quy hoạch kinh tế và xã hội

Quy hoạch tổng thể bao gồm:

- Bản vẽ quy hoạch tổng thể cơ bản;

- Bình đồ hiện trạng khu công nghiệp;

- Các tài liệu thể hiện điều kiện tự nhiên, công nghệ xây dựng và công tác chuẩn bị mặt bằng;

- Sơ đồ các tuyến đường giao thông trong và ngoài khu công nghiệp;

- Bản thuyết minh về thiết kế quy hoạch xây dựng khu công nghiệp

b- Quy hoạch chi tiết các vùng, các khu vực trong khu công nghiệp

Bản quy hoạch chi tiết được lập cho từng khu vực của khu công nghiệp, nó được thành lập cho giai đoạn 3 - 5 năm đầu xây dựng khu công nghiệp

Bản thiết kế quy hoạch chi tiết khu công nghiệp bao gồm:

- Sơ đồ phân bố các vùng xây dựng trong khu công nghiệp;

- Bình đồ thiết kế các đường đỏ và đường chỉ giới xây dựng từng khu vực;

- Sơ đồ phân bố các công trình của toàn khu công nghiệp;

- Sơ đồ tổ chức giao thông trong khu công nghiệp;

- Bản vẽ mặt cắt ngang, mặt cắt dọc các trục đường trong khu công nghiệp;

- Bản quy hoạch độ cao

c- Quy hoạch thiết kế xây dựng

Bản quy hoạch thiết kế xây dựng được lập dựa trên cơ sở quy hoạch chi tiết các khu vực và bản vẽ phác thảo xây dựng các công trình trong khu công nghiệp

Quy hoạch thiết kế xây dựng bao gồm bình đồ xây dựng, các bản vẽ quy hoạch độ cao, mạng lưới công trình cần xây dựng, vùng cây xanh, các chỉ dẫn và bản vẽ thiết kế nhà, phân xưởng, bản thiết kế tổ chức công tác xây dựng, bản dự toán kinh phí

* Khảo sát và đo vẽ khu xây dựng công trình công nghiệp

+ Đặc điểm

Lựa chọn khu vực xây dựng công trình công nghiệp cần căn cứ các tiêu chí đặc điểm địa hình, địa chất và môi trường phù hợp với công nghệ, kỹ thuật sản xuất của các

xí nghiệp công nghiệp Mục tiêu lựa chọn là chi phí môi trường thấp, hiệu quả kinh tế

và giao thông cao

4

- Về đặc điểm địa hình: Chọn địa điểm xây dựng Xí nghiệp ở nơi có địa hình ít phân cách bởi sông ngòi hoặc chia cắt bởi núi cao; chọn vùng đất không thích hợp trồng các cây nông nghiệp như đất bạc màu, đất sỏi đá, đất nhiễm mặn, Bề mặt khu vực tương đối bằng phẳng, có độ dốc thoát nước tự nhiên về một lưu vực sông, ít tốn kém cho công tác san nền hoặc tạo độ dốc thoát nước

Chọn khu xây dựng công trình công nghiệp gần đường giao thông chính như Quốc

lộ, Tỉnh lộ, đường sắt, đường thủy; thuận tiện cho việc cấp điện lưới quốc gia, hạ tầng thông tin hiện đại, gần các trạm thu phát sóng BTS, đảm bảo thông tin liên lạc ổn định lâu dài

Đảm bảo môi trường phát triển bền vững cho toàn bộ khu vực, không gây ảnh hưởng đến các khu dân cư xung quanh Có giải pháp hoặc công nghệ phù hợp yêu cầu Pháp luật quy định, định hướng phát triển cho toàn bộ khu vực

- Về đặc điểm địa chất: Khu vực xây dựng công trình công nghiệp có kết cấu địa chất ổn định, phù hợp với giải pháp móng của công trình công nghiệp, tránh gây lãng phí trong vấn đề xử lý móng

Mực nước ngầm trong khu vực không nên quá cao, tốt nhất là thấp hơn 5m so với mặt đất tự nhiên, tạo thuận lợi trong thi công xây lắp các hạng mục móng công trình, tầng hầm, bể chứa, Tránh những nơi thường xuyên bị ngập lụt Có giải pháp thiết kế

kỹ thuật đối với thoát nước và cấp nước rẻ nhất

- Về kích thước và hình dạng: Khu công nghiệp bao gồm nhiều nhà xưởng, nhiều công đoạn sản xuất được liên kết với nhau bởi công nghệ và kỹ thuật sản xuất Do vậy, cần sự liền khối của kiến trúc công trình, không chấp nhận sự gián đoạn trong thiết kế kiến trúc cũng như công nghệ sản xuất Hình dạng vuông hoặc chữ nhật là tốt nhất Xét đến khả năng mở rộng và phát triển sau này, cần đến những vùng đệm xung quanh khu công nghiệp.Vùng đệm cũng cần thiết trong việc đảm bảo môi trường trong lành cho khu dân cư xung quanh

+ Khảo sát và đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn

Khi thiết kế quy hoạch khu công nghiệp, phải thông qua 3 bước: Thiết kế sơ bộ hay

là công tác thu thập tài liệu nội nghiệp; Khảo sát ngoại nghiệp đánh giá thực tế chất lượng công tác nội nghiệp trước đó; Thiết kế quy hoạch Bước thứ 3 muốn thực hiện được đương nhiên phải tiến hành đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn khu vực dự án

- Thiết kế sơ bộ, công tác nội nghiệp: Trên cơ sở nghiên cứu bản đồ địa hình, địa chất khu vực dự án, ưu tiên các phương pháp phân tích ảnh vệ tinh, ảnh Lidar, cố gắng tận dụng công nghệ tiên tiến trên Google Map, Google Earth nhằm giảm thiểu chi phí trong Tư vấn đầu tư

Phương pháp phân tích ảnh vệ tinh, ảnh Lidar trong thời gian gần nhất cho chúng

ta các đặc trưng địa hình, địa vật và công trình hiện có, những khe, vực, những khu vực trượt lở, đầm lầy, thậm trí có thể phân tích được mức độ lún sụt của nền địa hình khu vực Bằng phương pháp phân tích phổ ảnh, chúng ta có thể đánh giá được chất lượng đất, nước mặt, điều kiện khí hậu và thời tiết qua nhiều năm Từ đó, thành lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đối với khu vực xây dựng khu công nghiệp

- Khảo sát ngoại nghiệp: Phương án nghiên cứu tiền khả thi bao giờ cũng rất đa dạng, có thể đưa ra nhiều tình huống quy hoạch khác nhau Trên cơ sở những phương

án tiền khả thi đó, chúng ta cần đối soát với thực địa để cân nhắc các phương án có lợi nhất Cần làm rõ điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn của khu vực Điều tra khả năng tiếp cận của khu vực với các tuyến đường bộ, đường sắt, đường thủy, đường

5

hàng không hiện có Từ đó xác định khoản kinh phí cần đầu tư cho dự án để hoàn thiện khả năng giao thông, thông tin liên lạc và đảm bảo môi trường

- Sau khi kết thúc khảo sát ngoại nghiệp, cần tiến hành thiết kế quy hoạch cho dự

án Muốn vậy, việc đầu tiên là tiến hành đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/2000 Trên các bản đồ này, cần thể hiện các yếu tố sau:

- Đường bao các tổ hợp công nghiệp, các khu dân cư;

- Công trình xử lý nước cho đầu vào và đầu ra;

- Tuyến đường bộ, đường sắt, đường thủy hiện có;

- Trạm phát sóng BTS, đường dây cáp quang thông tin và các điểm đầu mối;

- Điểm dân cư, sông ngòi, rừng tự nhiên và nhân tạo, mỏ khai thác lộ thiên;

- Hệ thống công trình ngầm;

Ngoài ra, cần tiến hành đo vẽ bản đồ địa chất đối với khu vực dự án, nhằm đánh giá

kỹ hơn tình hình địa chất, địa mạo khu vực dự án

Khi tiến hành thiết kế bản vẽ thi công các công trình công nghiệp, cần tiến hành đo

vẽ bản đồ tỷ lệ 1/500 Bản đồ tỷ lệ 1/500 được thực hiện chủ yếu bằng máy toàn đạc điện tử Công nghệ định vị vệ tinh GNSS cũng được ứng dụng để tăng năng xuất, giảm thời gian thành lập bản đồ hiện nay

Bản đồ tỷ lệ 1/500 phải thể hiện rõ các yếu tố địa hình, vị trí các góc nhà, cột điện,

hệ thống công trình ngầm và cống ngầm thông qua các điểm hố ga, cửa xả, Thể hiện đầy đủ độ cao của sàn nhà, nắp hố ga, cửa xả, đáy cống, đường mép nước,

2.2 Thiết kế và Bố trí mốc lưới ô vuông xây dựng

Lập lưới ô vuông bằng phương pháp hoàn nguyên

2.2.1 Lưới khống chế trắc địa cơ sở trên khu vực xây dựng công nghiệp

1 Sơ đồ, cấp hạng và mật độ điểm của lưới khống chế

Theo quy định chung, chúng ta phát triển lưới khống chế trắc địa từ các điểm khống chế địa chính cơ sở (độ chính xác tương đương hạng III và mật độ điểm tương đương hạng IV nhà nước) Thông thường, có thể phát triển thành 3 cấp lưới:

- Lưới mặt bằng và độ cao nhà nước;

- Lưới tăng dày khu vực (giải tích 1 và giải tích 2, thủy chuẩn kỹ thuật);

- Lưới khống chế đo vẽ (đường chuyền, giao hội, , thủy chuẩn kỹ thuật)

Mật độ điểm khống chế trên khu vực dự án: Từ 5 đến 15 km2 có một điểm khống chế tọa độ cấp nhà nước Từ 5 đến 7 km2 có một điểm khống chế độ cao cấp nhà nước Nếu

dự án chưa có đủ mật độ điểm yêu cầu thì phải bổ sung bằng tăng dày mạng lưới

2 Lưới khống chế mặt bằng

Tiêu chuẩn độ chính xác của lưới khống chế mặt bằng được xét trên 2 trường hợp:

+ Trường hợp 1: Lưới khống chế mặt bằng được thành lập với mục đích đo vẽ địa hình Tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác của lưới là ‘Sai số trung phương vị trí điểm của

6

cấp khống chế cuối cùng so với cấp cơ sở’ Điều này còn được gọi là ‘Sai số tuyệt đối

vị trí điểm’ Đối với thành lập bản đồ tỷ lệ 1/500, sai số này là 100 mm

+ Trường hợp 2: Lưới khống chế mặt bằng thành lập cho thi công và bố trí công trình Tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác của lưới là ‘Sai số tương hỗ vị trí điểm của 2 điểm kề nhau (hoặc 2 điểm của một cạnh cơ sở) ở cấp khống chế cuối cùng’

Khu vực xây dựng công trình công nghiệp, lưới khống chế trắc địa phục vụ cả 2 trường hợp trên, do vậy phải thỏa mãn cả hai yêu cầu về tiêu chuẩn độ chính xác

Khi xây dựng lưới khống chế trắc địa cho một dự án, ta thường phát triển qua 3 bậc liên tiếp (3 cấp lưới) Để tính được độ chính xác yêu cầu đối với từng cấp lưới, ta phải xuất phát từ Tiêu chuẩn độ chính xác của lưới trong cả hai trường hợp như trên Đối với bản

đồ tỷ lệ 1/500, sai số trung phương vị trí điểm là:

𝑚𝑝 ≤ 0,1 𝑀 (𝑚𝑚) = 50 (𝑚𝑚) (2.1) trong đó: M là mẫu số tỷ lệ bản đồ; 𝑚𝑝 là sai số trung phương vị trí tuyệt đối của một điểm ở cấp khống chế cuối cùng

Sai số trung phương tương hỗ vị trí điểm cấp khống chế cuối cùng (ký hiệu 𝑀𝑠) do ảnh hưởng tổng hợp của các nguồn sai số mọi cấp lưới khống chế gây ra, ta có:

𝑀𝑠 = 𝑚𝑝√2 = √𝑚12+ 𝑚22+ 𝑚32 (2.2) trong đó: 𝑚1, 𝑚2, 𝑚3 là độ chính xác vị trí điểm của cấp khống chế thứ nhất, thứ hai và thứ ba trong hệ thống lưới khống chế mặt bằng

3 Lưới khống chế độ cao

Lưới khống chế độ cao trên khu vực xây dựng công trình công nghiệp được thành lập để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn và bố trí công trình

Về cấp hạng: lưới được thành lập ở hạng III, hạng IV thủy chuẩn nhà nước

Về thuộc tính: thường là lưới độ cao tự do với điểm khởi tính là độ cao gốc giả định được đo nối với điểm độ cao nhà nước Quá trình xử lý tính toán bình sai lưới tự do sẽ cung cấp cho chúng ta nhiều cơ hội nâng cao độ chính xác điểm độ cao cần thiết

Về vị trí: lưới thường đi theo tuyến xây dựng các công trình quan trọng, thuận tiện cho công tác bố trí thi công kỹ thuật công trình

Về độ chính xác: Độ chính xác và mật độ điểm độ cao được đảm bảo cho yêu cầu

đo vẽ trong mọi giai đoạn quy hoạch, đồng thời đảm bảo cho công tác bố trí độ cao các thiết bị kỹ thuật và thi công công trình

Tính toán độ chính xác các cấp lưới khống chế độ cao Người ta xuất phát từ yêu cầu cao nhất của công tác bố trí độ cao thiết bị kỹ thuật công nghiệp Có thể là bố trí hệ thống ống dẫn ngầm Lúc này, độ chính xác được quy định: Sai số độ cao mốc thủy chuẩn tại vị trí yếu nhất của lưới sau bình sai, so với điểm gốc độ cao của khu vực, không được lớn hơn 30mm

Nếu cho rằng sai số khép tuyến thủy chuẩn 𝑓ℎ = 2 ∆ℎ, ta có:

được kiểm tra định kỳ và đánh giá độ ổn định

2.2.2 Bố trí mặt bằng quy hoạch

Trước khi thi công hạ tầng một khu công nghiệp nào đó phải xác định được vị trí mặt bằng quy hoạch ngoài thực địa Nhiệm vụ của công tác trắc địa khi bố trí mặt bằng quy hoạch bao gồm:

a- Xác định vị trí đường biên của khu công nghiệp ngoài thực địa

Xác định đường biên khu công nghiệp phải dựa vào toạ độ thiết kế của các điểm đặc trưng trên đường biên khu công nghiệp và toạ độ của các điểm khống chế trắc địa có trong khu vực được xây dựng trong quá trình khảo sát đo đạc bản đồ khu công nghiệp ở giai đoạn trước Đường biên thường được đóng cọc beton do Sở Tài nguyên Môi trường cấp Tỉnh bàn giao cho Chủ đầu tư Sau khi Chủ đầu tư nhận bàn giao sẽ lập tức rào kín lại bằng tôn hoặc dây thép Mọi hoạt động của Chủ đầu tư chỉ được diễn ra bên trong hàng rào đó Nếu vượt ra ngoài hàng rào thì phải xin phép của các Sở, Ban, Ngành thuộc Tỉnh quản lý

Nếu thực hiện chuyển ranh giới đường biên trên bản đồ giấy tỷ lệ 1/500 ra thực địa Độ chính xác của việc xác định vị trí đường biên ngoài thực địa cho phép bằng  10cm Độ chính xác của công tác này phụ thuộc chủ yếu vào việc đồ giải toạ độ của các điểm đặc trưng trên đường biên từ bản vẽ quy hoạch Để nâng cao độ chính xác đồ giải toạ độ các điểm đặc trưng trên đường biên, khi đồ giải toạ độ cần lưu ý đến số hiệu chỉnh do biến dạng của giấy Với kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được sự biến dạng của giấy theo đường thẳng khi in bản đồ có thể đạt đến giá trị 2%, theo những hướng khác nhau đại lượng biến dạng sẽ khác nhau Khi hiệu chỉnh kết quả đo khoảng cách trên bản

vẽ quy hoạch cần xác định hệ số biến dạng k của giấy theo trục X và trục Y : [2]

b- Bố trí các trục đường giao thông trong khu công nghiệp

Trước khi thi công hạ tầng khu công nghiệp cần phải bố trí các tuyến đường giao thông trong khu công nghiệp làm cơ sở để san lấp mặt bằng Bố trí các tuyến đường trong khu công nghiệp ở giai đoạn này cần xác định vị trí và các điểm giao nhau của các tuyến đường Tại các điểm giao nhau và trên tuyến đường cứ cách 50m bố trí một điểm cọc

Sau khi xác định vị trí các tuyến đường trong khu công nghiệp ngoài thực địa tiến hành đo mặt cắt dọc, mặt cắt ngang và bình đồ tỉ lệ lớn của các tuyến đường làm cơ sở cho việc thiết kế tuyến đường

2.3 Đo mạng lưới ô vuông xây dựng

Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo

Bình sai bằng phương pháp gián tiếp trên phần mềm Topo

Lưới đường chuyền cấp 2: dựa vào các điểm cấp 1 đã thành lập, lập lưới cấp 2 dạng đường chuyền duỗi thẳng

Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo

2.3.1 Yêu cầu chung khi thiết kế lưới ô vuông xây dựng

8

Yêu cầu cơ bản đối với lưới ô vuông xây dựng là các cạnh của lưới tương ứng song song hoặc vuông góc với trục chính của công trình hoặc các trục đường giao thông chính trong khu vực Do đó phải sử dụng bản Quy hoạch tổng thể công trình làm cơ sở thiết

kế lưới ô vuông xây dựng

2.3.2 Mật độ điểm lưới ô vuông xây dựng

Yêu cầu mật độ điểm của lưới ô vuông xây dựng phải đảm bảo cho việc bố trí công trình cũng như đo vẽ hoàn công Trong thực tế để đảm bảo cho việc bố trí các công trình công nghiệp lớn có dây chuyền công nghệ sản xuất chặt chẽ thì lưới ô vuông có chiều dài cạnh 200m (25 điểm/km2) là đủ yêu cầu độ chính xác bố trí công trình Với các khu vực quy hoạch kho chứa hàng, bãi để xe…cạnh của lưới ô vuông có thể lên tới 400m (6 điểm/km2) Trong một số trường hợp khi chuyển ra thực địa những công trình nhỏ nằm riêng biệt thì cạnh của lưới ô vuông có thể rút ngắn tới 100m thậm chí tới 50m (400 điểm/km2)

2.3.3 Bảo toàn điểm của mạng lưới

Các điểm khống chế trong mạng lưới ô vuông xây dựng phải tồn tại và ổn định trong suốt quá trình thi công công trình Do đó trong khi thiết kế lưới ô vuông xây dựng cần lưu ý tới vấn đề bảo toàn các điểm trong mạng lưới ô vuông xây dựng sao cho số điểm rơi vào vùng bị phá huỷ là ít nhất

Sau khi lựa chọn vị trí lưới ô vuông tối ưu nhất, cần xác định vị trí gốc của lưới, vị trí các mắt lưới, hướng của các trục tọa độ song song hay vuông góc với đường giao thông nào hay trục chính công trình nào Nên thể hiện rõ những giá trị tọa độ ngay trên bản thiết kế lưới ô vuông xây dựng Giúp cho công tác bố trí thực địa sau này thuận tiện

2.3.4 Chọn điểm gốc, toạ độ gốc của hệ toạ độ giả định

Khi chọn điểm gốc của hệ toạ độ giả định thường chọn sao cho toàn bộ khu vực xây dựng công trình nằm lọt vào góc phần tư thứ nhất của hệ toạ độ này Nếu có thể được thì nên cố gắng đặt gốc của hệ toạ độ giả định trùng với một điểm khống chế toạ độ nằm trong hệ toạ độ Nhà nước để việc tính chuyển toạ độ sau này được dễ dàng Do đó:

- Với khu vực xây dựng có diện tích nhỏ nên chọn điểm gốc của hệ toạ độ giả định nằm

ở góc Tây Nam của khu vực xây dựng và toạ độ điểm gốc có thể chọn X = 0, Y = 0;

- Với khu vực xây dựng có diện tích lớn để tránh lan truyền sai số số liệu gốc, điểm gốc của hệ toạ độ giả định được chọn ở giữa khu vực và toạ độ của điểm gốc được chọn sao cho tất cả các điểm trong khu vực xây dựng đều có toạ độ dương

2.3.5 các phương pháp thành lập lưới ô vuông xây dựng

1 Phương pháp hoàn nguyên

1.1 Trình tự thành lập lưới ô vuông

a- Bố trí sơ bộ mạng lưới ô vuông xây dựng

Giả sử ngoài thực địa đã có hướng gốc N1-N7 (hình 3.5)

Để bố trí lưới ô vuông sơ bộ ngoài thực địa tiến hành như sau:

Đặt máy kinh vĩ tại điểm N1, định hướng máy về tiêu dựng tại điểm N7 Trên hướng của mặt phẳng ngắm dùng thước thép đặt các khoảng cách liên tiếp bằng chiều dài cạnh của lưới ô vuông xây dựng sẽ được các điểm N2, N3, N4, N5, N6, đánh dấu các điểm này ngoài thực địa bằng các cọc gỗ Giữ nguyên máy tại điểm N1, định hướng máy về điểm N7, đặt số đọc trên bàn độ nằm có giá trị bằng 0000’00’’, quay máy đến khi nào số đọc trên bàn độ nằm có giá trị bằng 2700 thì cố định máy lại, trên hướng của mặt phẳng ngắm dùng thước thép đặt các khoảng cách liên tiếp bằng chiều dài cạnh của lưới ô vuông xây dựng sẽ được các điểm N14, N15, N28, N29 Chuyển máy về điểm N2 định hướng máy về điểm N7, quay máy 1800 kiểm tra điểm định hướng N1, làm tương tự ta

9

được các điểm N13, N16, N27, N30 Để bố trí các điểm còn lại ta làm tương tự Đây là lưới gần đúng

Hình 3.7 Bố trí sơ bộ mạng lưới ô vuông xây dựng

Khi bố trí lưới ô vuông sơ bộ cạnh thường được đo với độ chính xác 1/ 2.000, Góc

bố trí với độ chính xác ± 1’ Do đó khi bố trí lưới ô vuông sơ bộ ngoài thực địa có thể

sử dụng máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình và thước thép thường

Khi bố trí sơ bộ bằng máy toàn đạc điện tử có thể bố trí theo trình tự như trên nhưng cạnh được đo bằng máy và gương, hoặc dựa vào toạ độ thiết kế của các điểm trong mạng lưới ô vuông và hướng gốc tính ra các yếu tố bố trí theo phương pháp toạ độ cực

b- Lưới khống chế xác định toạ độ các điểm của lưới ô vuông sơ bộ

Khi thành lập lưới ô vuông xây dựng trên những khu vực có diện tích lớn lưới khống chế được phát triển theo ba bậc Sau đây ta phân tích độ chính xác của các bậc

* Lưới bậc 1:

Theo chu vi của lưới người ta xây dựng đường chuyền hạng IV với chiều dài cạnh

từ 1 - 2km, sai số trung phương đo góc là 2’’, sai số trung phương đo cạnh là 10mm (hình 3.8a) Đường chuyền này sẽ liên kết các điểm góc của mạng lưới ô vuông xây dựng (I, II, III, IV) Ngoài ra để liên kết các điểm này còn có thể thành lập lưới tam giác hạng IV (hình 3.8b)

Hình 3.8a Lưới bậc 1 xây dựng theo dạng đường chuyền

N8 N9

N10 N11

N12 N13

N14

N22 N23

N24 N25

N26 N27

N28

Khi tính toán độ chính xác của lưới ô vuông xây dựng xuất phát từ yêu cầu: sai số vị trí tương hỗ giữa các điểm kề nhau của lưới không được vượt quá 1/ 10.000 chiều dài cạnh Khi cạnh lưới dài 200m thì sai số này là 20mm Như vậy sai số tương hỗ giữa hai điểm tại vị trí yếu nhất của lưới (ở đây xét cặp điểm i-k) phải thoả mãn điều kiện [2]: Sai số tương hỗ giữa hai điểm kề nhau tại vị trí yếu nhất của lưới phải thoả mãn:

𝑚2 = √𝑚𝑙22 + (𝑚𝛼2𝑙

2

≤ ±20𝑚𝑚, (3.1)

trong đó: 𝑚𝑙2- sai số xác định chiều dài cạnh;

𝑚𝛼2- sai số phương vị cạnh trong lưới bậc 2;

l - chiều dài cạnh đường chuyền

Hình 3.9 Sơ đồ lưới khống chế bậc2

*Lưới bậc 3:

Lưới chêm dày bậc ba dựa vào các điểm đường chuyền cấp 1 (hình 3.10) Có nhiều phương pháp thành lập lưới tăng dầy bậc ba tuỳ thuộc vào yêu cầu độ chính xác và điều kiện phương tiện máy móc và thiết bị hiện có Trong thực tế sản xuất hiện nay thường

sử dụng phương pháp đường chuyền và phương pháp lưới tứ giác không đường chéo

11

Hình 3.10 Lưới bậc 3 theo dạng đường chuyền

Mạng lưới ô vuông xây dựng đương nhiên phải thỏa mãn yêu cầu đo vẽ bản đồ tỷ

lệ 1/500, như vậy, sai số trung phương vị trí điểm yếu của lưới ô vuông xây dựng phải thỏa mãn giá trị ±10 𝑐𝑚 Ta có:

𝑀𝑝2 = 𝑚12+ 𝑚22, (3.4) trong đó: 𝑀𝑝 là SSTP vị trí điểm yếu của lưới so với điểm gốc;

𝑚1 là SSTP vị trí điểm yếu của lưới bậc 1 so với điểm gốc;

𝑚2 là SSTP vị trí điểm yếu của lưới bậc 2 so với điểm của lưới bậc 1

Nếu coi hệ số tăng giảm độ chính xác giữa các cấp lưới K = 2 thì ta có:

𝑀𝑝2 = 𝑚12+ 4𝑚12, (3.5) tức là: 𝑚1 = 4,5𝑐𝑚 và 𝑚2 = 8,9𝑐𝑚 [2]

- Phương pháp đường chuyền: gồm các đường chuyền duỗi thẳng song song với

nhau giữa các điểm đường chuyền bậc hai nằm trên các cạnh đối diện (hình 3.10) Sai số trung phương vị trí điểm yếu (điểm i, j, k trên hình 3.10) của đường chuyền bậc 3 phải thoả mãn [2]:

𝑚𝑙3 ≤ 2𝑚2 = 17,8𝑐𝑚

𝑀𝑐2 = 𝑚𝑙32 𝑛 + (𝑚𝛽3

𝜌 )

2.𝑛 + 3

12 𝐿

2 = 𝑚12+ 𝑚22,} (3.6) trong đó: 𝑀𝑐 là SSTP vị trí điểm yếu của đường chuyền bậc 3;

𝑚𝑙3 là SSTP đo cạnh của đường chuyền bậc 3;

𝑚𝛽3 là SSTP đo góc của đường chuyền bậc 3;

n - số cạnh của đường chuyền;

L - chiều dài đường chuyền duỗi thẳng

Nếu chỉ có một trong hai yêu cầu trên được thoả mãn thì cần thay đổi 𝑚𝑙3 và 𝑚𝛽3

để đảm bảo đồng thời cả hai yêu cầu trên

- Lưới tứ giác không đường chéo: Phương pháp này được sử dụng khi thành lập

lưới ô vuông xây dựng trên phạm vi rộng lớn và với yêu cầu độ chính xác cao Lưới được xây dựng trên cơ sở các cặp điểm của lưới bậc hai Lưới này dựa vào đường đa giác cấp 1 nên không cần đo cạnh mà chỉ đo các góc trong lưới [2]

12

Hình 3.11 Lưới bậc 3 xây dựng theo dạng lưới tứ giác không đường chéo

c- Hoàn nguyên và chôn mốc các điểm trong mạng lưới ô vuông

- Công tác hoàn nguyên điểm

Thực tế bố trí có thể phạm phải sai số và toạ độ thực tế của các điểm trong lưới ô vuông sơ bộ sẽ khác nhiều so với toạ độ thiết kế

Sau khi bố trí xong lưới, cần tính toán kiểm tra vị trí thiết kế của các điểm trên thực địa có đúng hay không, dựa vào toạ độ thực tế tính được của các điểm sơ bộ sau khi triển khai qua ba cấp lưới, so sánh với toạ độ thiết kế của chúng trong bản thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng, bằng cách giải bài toán nghịch xác định các yếu tố hoàn nguyên

về góc và chiều dài Sau đó từ các mốc sơ bộ, đặt các yếu tố hoàn nguyên để tìm vị trí đúng của các điểm

Ví dụ: Hoàn nguyên điểm N9 dựa trên cơ sở điểm ô vuông sơ bộ và

Toạ độ thực tế của điểm sơ bộ Toạ độ thiết kế N9

Hoàn nguyên điểm N 9 ngoài thực địa:

N N10'

' 9

N

1,809139X

X

YYtgα

' 9 9

' 9 9 9

' 9

N N

N N N

=

−

0,764mS

sinα

ΔYcosα

ΔXS

9 ' 9

9 ' 9

9 ' 9

9 ' 9

N N

N N N

9 N N

α −

13

Hình 3.12 Sơ đồ hoàn nguyên điểm 𝑵𝟗Đặt máy toàn đạc điện tử tại điểm mốc sơ bộ 𝑁′9 định hướng máy về tiêu ngắm ở điểm mốc 𝑁′10, Quay ống kính máy một góc 𝛽 theo phương pháp bố trí góc thiết kế

Ta được hướng cần tìm điểm 𝑁9 ngoài thực địa Theo hướng đó, điều chỉnh ngưới cầm gương sao cho số đọc khoảng cách từ máy đến gương có giá trị bằng yếu tố hoàn nguyên về chiều dài S = 0,764m, đánh dấu điểm này bằng cọc gỗ có đinh nhỏ bên trên

và đánh dấu điểm

Sau khi hoàn nguyên ta cũng cần tiến hành kiểm tra công tác hoàn nguyên Công tác kiểm tra được tiến hành như sau:

Đặt máy toàn đạc điện tử tại điểm định hướng máy về tiêu dựng tại điểm

đo góc bằng β So sánh góc β đo được với góc β trên sơ đồ hoàn nguyên chênh lệch không được vượt quá 15’’ Đo lại khoảng cách hoàn nguyên sai số giữa kết quả đo kiểm tra và kết quả bố trí phải nhỏ hơn 3mm

Sai số trung phương vị trí điểm sau hoàn nguyên so với điểm sơ bộ có thể tính theo công thức:

𝑚𝑝2 = 𝑚𝑠2+ 𝑆2.𝑚𝛽

2

𝜌2 , (3.10) trong đó: 𝑚𝑝 - sai số trung phương xác định vị trí điểm hoàn nguyên;

𝑚𝑠 - sai số đặt đoạn hoàn nguyên S;

𝑚𝛽 - sai số trung phương đặt góc β

Nếu lấy giá trị 𝑚𝑠 = ± 2mm, S = 5m, 𝑚𝛽 = ± 1’ thì 𝑚𝑝= ± 2,4 mm

Khi hoàn nguyên điểm, lưu ý khoảng cách hoàn nguyên được tính theo hướng nằm ngang Vì vậy, trong chế độ đo của máy toàn đạc điện tử, cần quy về khoảng cách nằm ngang để hoàn nguyên

- Chôn mốc các điểm trong mạng lưới ô vuông

Các điểm của mạng lưới ô vuông xây dựng sau khi hoàn nguyên xong được cố định bằng các mốc bê tông Để đặt cho tâm mốc bê tông trùng với tâm điểm hoàn nguyên thì trước khi đào hố chôn mốc, cần gửi tâm mốc ra bên ngoài theo hai hướng vuông góc với nhau tại vùng tâm mốc, đóng bốn cọc cách tâm mốc khoảng 2 - 2,5m, để khi căng sợi dây thép đường kính 1mm qua từng cặp điểm cọc, giao điểm của chúng trùng với tâm mốc

Trong quá trình đổ beton và chôn mốc, cần điều chỉnh sao cho tâm của mốc bê tông trùng với giao điểm của hai sợi chỉ căng trên hai cọc đối diện

Sau khi chôn mốc bê tông xong, tiến hành kiểm tra bằng cách đo lại khoảng cách

và góc giữa tâm mốc bê tông với tâm mốc tạm thời phải đúng bằng nguyên tố hoàn nguyên về chiều dài S và góc

d- Đo kiểm tra mạng lưới ô vuông xây dựng

' 9

N

' 10

10 05 151

=



"

' 0

20 59 89

' 10 ' 9

30 04 241 9

' 9



