Thiết kế kỹ thuật lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên phục vụ thi công công trình khu công nghiệp Hoàn Long, Yên Mỹ Hưng Yên

Nội dung đồ án gồm:CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNGCHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆPCHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAOKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊTÀI LIỆU THAM KHẢODưới sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Thầy giáo Nguyễn Quang Thắng cũng như các bạn sinh viênđã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.Do còn thiếu kinh nghiệm thực tế, trình độ và thời gian có hạn nên đồ án của em không thể tránh khỏi những sai lầm và thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến bổ xung của các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên để đồ án này được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn

LỜI MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, sự nghiệp côngnghiệp hóa – hiện đại hóa chính là chính là mục tiêu chủ đạo để đưa nước ta thoátnghèo, vươn lên thành cường quốc – có vị thế trên trường quốc tế

Để thực hiện mục tiêu quan trọng này không những phải chuẩn bị về trình

độ lao động, khoa học kỹ thuật, máy móc và các trang thiết bị, các yếu tố về phápluật, chính trị, tư tưởng mà trên hết cần xây dựng cơ sở hạ tầng cho thật tốt Baogồm: sửa chữa lại các công trình xây dựng còn dùng được; xây mới lại các côngtrình xuống cấp; xây bổ xung thêm các công trình mới; quy hoạch và phát triển cáccông trình công nghiệp và khu đô thị sao cho phù hợp với tốc độ công nghiệp hóanhư hiện nay

Để đáp ứng nhu cầu phát triển của nền kinh tế, đặc biệt là nền kinh tế vùngđồng bằng Bắc Bộ, UBND tỉnh Hưng Yên đã chỉ đạo các bộ, ngành có liên quanxây dựng khu công nghiệp chế biến nông sản cho các tỉnh phía Bắc Mặt bằng khucông nghiệp có diện tích 3.2km2 thuộc địa phận 2 xã Cấp Tiến (huyện Khoái Châu)

và xã Hoàn Long (huyện Yên Mỹ) tỉnh Hưng Yên

Để việc bố trí đạt độ chính xác cả về độ cao và mặt bằng, chúng ta cần thiết

kế trắc địa cho toàn bộ khu vực xây dựng khu công nghiệp Bên cạnh đó còn cầnphải ước tính, tính toán hạn sai để công trình đạt độ chính xác và đồng thời chọnmáy móc, thiết bị và phương pháp đo cho phù hợp

Trên cơ sở đó, em đã được giao đồ án: “Thiết kế kỹ thuật lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên phục vụ thi công công trình khu công nghiệp Hoàn Long, Yên Mỹ - Hưng Yên” để thực hành thiết kế, tính toán hạn sai và ước

tính độ chính xác các yếu tố trong lưới, là tiền đề để em thực hiện tốt đồ án tốtnghiệp sau này

Nội dung đồ án gồm:

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Dưới sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Thầy giáo Nguyễn Quang Thắng cũng như

các bạn sinh viên đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án Do còn thiếu kinh

nghiệm thực tế, trình độ và thời gian có hạn nên đồ án của em không thể tránh khỏinhững sai lầm và thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến bổ xungcủa các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên để đồ án này được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên:

Nguyễn Văn Vượng

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Lựa chọn khu vực xây dựng khu công nghiệp.

Theo cơ cấu sản xuất nông nghiệp vùng cho thấy, vùng này chủ yếu là đấtdùng cho nông nghiệp, loại cây trồng chủ yếu là lúa, ngô, khoai, đậu, lạc … Yêucầu cần xây dựng khu công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm; chế xuất cácsản phẩm nông nghiệp; chế biến thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm mang lại hiệuquả kinh tế, tránh gây thất thoát, lãng phí nông sản

Khu công nghiệp được xây dựng thuộc địa phận 2 xã Cấp Tiến (huyệnKhoái Châu) và Hoàn Long (huyện Yên Mỹ) tỉnh Hưng Yên Gồm 20 nhà máy lớnnhỏ với 42 tổ máy Khu công nghiệp xây dựng xong mang lại thu nhập cho khoảng

4000 lao động với mức lương từ 3.000.000đ đến 6.000.000đ

Căn cứ tờ bản đồ có danh pháp: F48-116-B-d chọn khu vực xây dựng giápđường giao thôi liên tỉnh đi qua 2 xã Cấp Tiến và Hoàn Long Khu vực này gầnđường giao thông nên thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu đến và vậnchuyển sản phẩm đi tiêu thụ

Sau khi chọn đi thực tế tại khu vực được chọn xây dựng khu công nghiệpcho thấy: địa hình thực tế có thay đổi so với thực tế nhưng không nhiều, có thể tiếptục dự án này mà không cần chuyển sang phương án 2

Yêu cầu đặt ra cho công tác thiết kế: xây dựng lưới ô vuông xây dựng đápứng được các công tác trắc địa tiếp theo

 Khu công nghiệp được xây dựng trên các lô riêng biệt nhau nhưng cáctrục chính của các lô phải song song hay vuông góc với nhau, bao gồmnhà xưởng, các khu chế biến, nhà ăn, nhà ở của nhân viên …

 Tuy nằm trên các lô riêng biết nhưng các nhà máy lại có liên quan mậtthiết với nhau bởi các dây chuyền công nghệ, hệ thống cấp thoát nước, hệ

thống xử lý chất thải, các hệ thống cáp thông tin, cáp điện …Do liên quanmật thiết với nhau nên yêu cầu về độ chính xác cao, sự tương hỗ tốt giữacác hệ thống.

 Khu vực xây dựng khu công nghiệp có kích thước 1.6km x 2km

+ Góc khung Tây Bắc: 20o55’ vĩ Bắc 105o52’30” kinh Đông

+ Góc khung Tây Nam: 20o50’vĩ Bắc 105o52’30” kinh Đông

+ Góc khung Đông Bắc: 20o55’ vĩ Bắc 106o00’00” kinh Đông

+ Góc khung Đông Nam: 20° 45 ' vĩ Bắc 105o52’30” kinh Đông

Vị trí hành chính:

+ Phía Bắc giáp Bát Tràng

+ Phía Nam giáp Đông Kết

+ Phía Tây giáp Thường Tín

+ Phía Đông giáp Yên Mỹ

2 Đặc điểm địa hình.

- Địa hình: là vùng đồng bằng nên địa hình khá bằng phẳng, thuận tiện choviệc di chuyển máy móc và trang thiết bị, đặc biệt là không mất nhiều chi phí cho

công việc san lấp mặt bằng Khu công nghiệp được xây dựng trên cánh đồng, chỉ

có thôn Đa Ngưu trong vùng nên việc giải tỏa mặt bằng không mấy khó khăn

- Khí hậu: Khu công nghiệp nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cho nên chịuảnh hưởng của hai mùa rõ rệt:

Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9 tập trung mưa vào tháng 6 tháng 7.Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau

Như vậy thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 8 năm trước đến tháng

4 năm sau

- Thủy hệ: trong vùng không có sông hồ lớn, chủ yếu là sông và kênh rạchnhỏ, rất thuận tiện cho các công tác trắc địa trong vùng

1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội.

Dân cư sống tập trung thành từng cụm, trong khu vực xây dựng chỉ có 1thôn Đa Ngưu nên việc giải tỏa không khó, chi phí đền bù không lớn.Tình hình anninh trật tự ổn định, nhân dân chấp hành tốt các chủ trương chính sách pháp luậtcủa Đảng và Nhà nước

Các tệ nạn xã hội như ma túy, mại dâm, trộm cắp không xảy ra trong huyện.Trẻ em trong huyện đều được đến trường, huyện đã hoàn thành phổ cập giáodục tiểu học, trung học cơ sở và đang tiến tới phổ cập trung học phổ thông

1.2.3.Các tài liệu đã có trên khu vực xây dựng.

Bản đồ: tờ bản đồ tỉ lệ 1:25000 có danh pháp F- 48 -116 - B - d do Cục Bản

đồ Tổng tham mưu Quân đội nhân dân Việt Nam in năm 1993, hệ tọa độ HN72, hệ

độ cao Hải Phòng 1962

Các điểm khống chế mặt bằng và độ cao trên bản đồ:

+ Có 3 điểm khống chế mặt bằng hạng IV nhà nước+ Có 3 điểm khống chế độ cao hạng II nhà nước

Bảng 1.1: Tọa độ vào độ cao nhà nước có trong khu đo

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG

THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP

2.1 Thiết kế lưới khống chế mặt bằng.

2.1.1 Xác định số cấp khống chế và sơ đồ phát triển của lưới khống chế.

Việc tính số bậc khống chế dựa theo các điều kiện sau:

- Diện tích khu đo

- Mức độ đã xây dựng trên khu đo

- Yêu cầu độ chính xác và tỉ lệ bản đồ cần đo vẽ

- Điều kiện trang thiết bị hiện có

Để đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác trong xây dựng công trình côngnghiệp và thành phố, do khu đo có diện tích trung bình (3.2km2), địa hình khá bằngphẳng (đa phần là cánh đồng) và điều kiện máy móc hiện có, em thành lập và pháttriển theo 3 cấp:

- Lưới hạng IV

- Lưới đa giác 1

- Lưới đa giác 2

Tăng dày

>200 II, III, IV 1, 2 II, III, IV Lưới tam

giác nhỏ,đườngchuyềnkinh vĩ

Thủychuẩn kỹthuật

Sai số trung phương tương đối đo cạnh:

(m s)th

s ≤

1 10000

Với: k là hệ số suy giảm độ chính xác (chọn k = 2)

Vậy sai số trung phương đo cạnh lưới đa giác 1 phải đạt: m s1=7.07 (mm)

Vậy sai số trung phương đo góc lưới đa giác 1 phải đạt: m α1=7.29 ' '

Vậy sai số trung phương đo cạnh lưới đa giác 2 phải đạt:m s

2 =14.14 (mm)

Vậy sai số đo trung phương góc lưới đa giác 2 phải đạt:m α2=14.58 ' '

2.Đảm bảo độ chính xác đo vẽ bản đồ hoàn công tỉ lệ 1/500.

Sai số trung phương điểm yếu nhất của cấp khống chế cuối cùng so với điểmkhống chế gốc:

2.1.3 Thiết kế lưới ô vuông xây dựng.

1 Chọn hướng gốc và phương án chuyển hướng gốc ra thực địa.

Chọn hướng gốc là hướng cần chuyển lên thực địa là hướng B-A-D trênlưới

Do trên thực địa đã có 3 điểm khống chế mặt bằng hạng IV nhà nước nên ta

có thể dùng các điểm khống chế đó để chuyển hướng gốc lên thực địa

 Ta chọn phương án dùng điểm khống chế trắc địa để chuyển hướng gốc lên

thực địa

 Tính các yếu tố bố trí:

Dựa vào các điểm khống chế trắc địa đã có, ta tiến hành đo tọa độ các điểmB-A-D (hướng gốc) trên bản đồ, bằng cách giải bài toán trắc địa nghịch để có đượccác yếu tố bố trí S A , S B , S Dvà β A , β B , β D

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí hướng gốc ra thực địa

Qua việc giải bài toán trắc địa nghịch ta tìm được các yếu tố bố trí β và Snhư sau:

2.Thiết kế các loại mốc trắc địa

Theo tiêu chuẩn xây dựng việt nam cấu tạo mốc dùng cho vùng trung du vàmiền núi như hình sau :

Hình 2.2 Dấu mốc GPS bằng sứ Hình 2.3 Dấu mốc bằng sắt

Hình 2.4 Cấu tạo mốc GPS ở vùng trung du và vùng núi.

2.2 Ước tính độ chính xác đo đạc cho từng cấp khống chế.

Hình 2.5: Sơ đồ các cấp khống chế

2.2.1 Ước tính lưới hạng IV.

Việc ước tính lưới GPS hạng IV cũng dựa trên cơ sở nguyên lý số bìnhphương nhỏ nhất, ở đây em trình bày theo bài toán bình sai gián tiếp

Trị đo GPS là các khoảng cách giả hay pha song tải nên không thể ước tínhchặt chẽ Do đó ta chỉ có thể sử dụng các trị đo gián tiếp: chiều dài cạnh, phương vịhay gia số tọa độ

Quá trình ước tính được thực hiện như sau:

 Bước 1: Lập phương trình số hiệu chỉnh của trị đo

V = AX +L

Trong lưới GPS có n cạnh thì có 2n trị đo

Phương trình số hiệu chỉnh với trị đo là cạnh:

V S ik=−cosαik ° ❑i−sin αik ° ❑i+cosα ik ° ❑k+sin αik ° ❑i+l S ikVới ❑ivà❑ilần lượtlà các sốhiệu chỉnh vào các thành phần tọa độ X, Y

α ik ° là góc phương vị gần đúng cạnh ik (tính dựa vào tọa độ gần đúng)

Bảng 2.3: Tọa độ các điểm ước tính

Theo Catalogue máy thu GPS của nhiều hãng sản xuất trên thế giới cho biết,

trong trường hợp định vị tương đối-tĩnh:

Ta chọn: µ =1Theo đó sai số trung phương đo cạnh và sai số trung phương đo góc tính

được như sau:

Bảng 2.5: Sai số trung phương đo cạnh và phương vị

 Bước 3: Lập ma trận hệ số của hệ phương trình chuẩn.

Giữa hai điểm i, k bất kỳ trong lưới tọa độ bình sai Xi, Yi, Xk, Yk ta sẽ lậpđược phương trình chiều dài cạnh.từ phương trình chiều dài cạnh ta xác định được

hệ số các hàm trọng số fi bằng đạo hàm riêng có các giá trị sau:

sin α ik ° ]Trọng số đảo của chiều dài cạnh ik là:

1

P S ik=F S

T

q F S

q là ma trận con chứa các hệ số Qik của các ẩn số điểm i, k trong ma trận Q

Sai số trung phương chiều dài cạnh

m S ik=µ √P1S ik

Độ chính xác hàm phương vị

Từ phương trình hàm phương vị giữa 2 điểm i, k

 Sai số trung phương chiều dài cạnh CD:

m S CD=µ.√P1S CD=1.√3.699858=1.923 (m)

 Sai số trung phương phương vị cạnh ED:

m S Y= m β

2 ρ ' ' × S√n X ⇨m β=m S Y ×2 ρ' '

S√n X =

10 × 2× 206265 200000×√1 =20.62' '

Với

L là chiều dài chuỗi.

mα là sai số trung phương phương vị cạnh gốc (lấy bằng sai số đo góc đagiác 1)

n là số ô vuông trong lưới

2.3 Thiết kế phương án tổ chức thực hiện.

2.3.1 Lựa chọn máy móc và thiết bị đo.

Ở đây hạn sai bố trí công trình: m s1=7.07 (mm)

m α1=7.29 ' '

Vậy ta chọn máy SET-2B phục vụ cho công tác đo đạc để bảo độ chính xác.Với các thông số của máy SET-2B

Biến động giữa các nửa vòng đo ∆1/ 2=2√2 n m β=13.86 ' '

Biến động giữa các vòng đo ∆ 1V=2√n m β=9.80' '

2.3.2 Tổ chức đo đạc ngoại nghiệp.

1 Lưới hạng IV.

Lưới hạng IV được đo đạc bằng phương pháp GPS tương đối-tĩnh nên việc

tổ chức đo đạc cần đảm bảo một số yêu cầu sau:

a Thiết kế ca đo

Ca đo là khoảng thời gian mà các máy thu đồng thời thu tín hiệu vệ tinh liêntục trong khoảng thời gian ấn định Ca đo có thể được tạo thành từ hai máy thu trởlên Độ dài ca đo có thể từ vài chục phút đến vài chục giờ, thậm chí là nhiều ngày,tùy thuộc vào mục tiêu xây dựng lưới và yêu cầu độ chính xác của lưới

Số lượng máy thu GPS sử dụng trong ca đo quyết định đến đồ hình lướicũng như tốc độ đo và thời hạn hoàn thành công tác đo đạc Tổng số cạnh đo đượctrong một ca đo được tính theo công thức:

N= r (r−1)

2

N là tổng số cạnh đo được trong ca đo

r là số máy thu sử dụng trong ca đo

Số cạnh độc lập trong mỗi ca đo được tính:

k =r−1

Việc thiết kế ca đo là một đặc điểm mang tính đặc thù của công nghệ GPStrong khâu xây dựng lưới.Số lượng ca đo tối thiểu (n) trong lưới được xác địnhtheo công thức:

n= m s

r

s là tổng số điểm trong lưới

m là số lần đặt mấy trung bình tại điểm

r là số máy thu

Nếu giá trị c tính như trên thì bị lẻ thì phải làm tròn thành số nguyên lớnhơn Việc thiết kế ca đo theo số máy thu sử dụng (r) được tiến hành lần lượt theotừng ca Mỗi ca đo sẽ liên kết được r điểm, trong đó cần đảm bảo có ít nhất 2 điểmgối (điểm liên kết) Cần thiết kế ca đo các cạnh của các ca đo khác nhau không cắtchéo nhau Càng vào trong số điểm gối càng nhiều Để giảm số ca đo, chỉ cần gốiđiểm, không nhất thiết phải gối cạnh (gối 2 điểm liền kề)

Khi thiết kế ca đo cần tạo thành các vòng khép độc lập để kiểm tra kết quả

đo lưới và phát hiện sai số thô do nhầm lẫn (do nhầm mốc , do đo cao anten vv…).Cần đảm bảo cho lưới thiết kế kín vòng ngoài, không bị tạo thành các nhánh

“treo”

Áp dụng các biện pháp làm giảm sai số sau:

- Sai số định tâm máy do đo cạnh ngắn:

+ Định tâm bắt buộc

+ Xoay đế máy đi 120 ° sau 1/3 thời gian đo

- Sai số đo cao anten: đọc số 2 lần rồi lấy trung bình

- Sai sô do lệch tâm pha anten: quay núm về phương Bắc hoặc

kiểm nghiệm rồi hiệu chỉnh

b Đo đạc mạng lưới

 Chuẩn bị máy móc, dụng cụ đo

Lựa chọn máy thu GPS theo các quy định hiện hành, trong đó các máy thu

có thể là máy 1 hoặc 2 tần số, nhưng nên chọn máy thu 1 tần số do lưới khống chếthi công có chiều dài cạnh ngắn

Trước khi đem máy đi đo cần kiểm nghiệm theo quy định, trong đó cần đặcbiệt chú ý kiểm nghiệm lệch tâm pha anten và lệch tâm bộ phận định tâm quanghọc để đảm bảo độ chính xác đo lưới thi công công trình với cạnh ngắn

 Lập kế hoạch đo

Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản khi đo đạc lưới GPS được lập tùy thuộc vào

độ chính xác yêu cầu Đối với lưới khống chế thi công công trình, cần đảm bảo cácchỉ tiêu cơ bản sau:

- Thời gian của 1 ca đo: từ 45 ÷ 60ph;

- Tần suất thu tín hiệu: 5 ÷ 15s

Để lập lịch đo, cần lập bảng dự báo các vệ tinh có thể nhìn thấy bao gồm cácnội dung: số hiệu, góc cao và phương vị của vệ tinh, sơ đồ phân bố các vệ tinh,nhóm các vệ tinh quan trắc tốt nhất, thời gian đo tốt nhất, hệ số suy giảm độ chínhxác không giam 3 chiều Dựa vào số lượng máy thu, sơ đồ lưới GPS đã thiết kế và

lịch vệ tinh để lập bảng điều độ công tác với các nội dung: thời gian đo, số hiệuđiểm trạm đo, tên cạnh đo và số hiệu máy thu.

 Thao tác đo đạc và các yêu cầu cơ bản

Tại mỗi điểm trạm máy cần định tâm và cân bằng chính xác máy thu, đồngthời đo chiều cao anten chính xác đến 1mm Phải nghiêm chỉnh tuân theo thời gianquy định trong bảng điều độ công tác, đảm bảo quan trắc đồng bộ cùng 1 nhóm các

vệ tinh

Trước khi mở máy cho 1 ca đo phải đo chiều cao anten, ghi lại các thông tintrạm đo cần thiết Sauk hi tắt máy đo lại chiều cao anten để kiểm tra Trong quátrình đo của một ca đo không được thực hiện các thao tác: tắt máy thu và khởiđộng lại, thay đổi tần suất thu tín hiệu, thay đổi vị trí anten, ấn phím đóng và xóathông tin Trong khi máy thu đang làm việc, không được dùng bộ đàm và điệnthoại di động ở gần máy thu Khi có sấm chớp, mưa phải tắt máy, ngừng đo và thucất anten Trong khi đo phải đảm bảo cho máy thu hoạt động bình thường, ghi sốliệu chính xác

Sau mỗi ngày đo cần kịp thời chuyển số liệu vào máy tính để tránh mất sốliệu Khi chuyển số liệu từ máy thu ra ngoài, không được tiến hành bất kỳ sự loại

bỏ hoặc gia công, tổ hợp nào với số liệu

c Xử ký số liệu và kiểm tra chất lượng lưới

 Tính vector cạnh (baseline)

Để tính vector cạnh có thể dùng các trị đo sai phân bậc hai Trong một ca đođồng bộ với nhiều máy thu, có thể tính riêng từng vector cạnh, cũng có thể chọncác vector cạnh độc lập và cùng tính theo cách xử lý nhiều vector cạnh

Dù là dùng phương thức xử lý riêng từng cạnh hay xử lý nhiều cạnh, trongtoàn lưới GPS cũng đều cần phải chọn các cạnh tạo thành các vòng đo độc lập Sai