Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường

Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường Chuyên đề trắc địa trong khảo sát thiết kế đường

TRẮC ĐỊA TRONG KHẢO SÁT, THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Chương 1: Tài liệu trắc địa trong các giai đoạn thiết kế đường 03

2 Tài liệu trắc địa trong các giai đoạn thiết kế đường 03

Người thực hiện: Lê Thị Thanh Bình

2.4 Độ chính xác biểu diễn điểm chi tiết trên bản đồ 11

2.6 Độ chính xác đo trên bản đồ 13

Người thực hiện: Mai Tranh

1 Hệ toạ độ dùng trong khảo sát, thiết kế, thi công đường 18

Người thực hiện: Nguyễn Hà Nam

2.1 Khái niệm chung 22

2.3 Lưới khống chế mặt bằng trong xây dựng công trình 23

Người thực hiện: Trương Hoài Nam

Người thực hiện: Lương Quang Cường

1.1 Xác định khoảng cách các điểm chi tiết đến đường thẳng cho trước 34

3.1 Xây dựng lưới khống chế mặt bằng, phục vụ trắc địa công trình 38

Người thực hiện: Vương Nguyên Lai

5 Các phương pháp tính toán khối lượng đào đắp và độ chính xác tương ứng 44

5.2 Áp dụng các phương pháp tính khối lượng đào đắp 46

Người thực hiện: Đỗ Trọng An

Người thực hiện: Lê Thành Hưng

Chương 1: TÀI LIỆU TRẮC ĐỊA TRONG

CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

1 CÁC GIAI ĐOẠN TRONG KHẢO SÁT THIẾT KẾ ĐƯỜNG:

- Một dự án xây dựng đường (xây dựng mới, nâng cấp hay thiết kế cải tạo) gồm 2 giai đoạn:chuẩn bị đầu tư và thực hiện đầu tư

- Giai đoạn chuẩn bị đầu tư, việc khảo sát đường ôtô nhằm phục vụ cho các bước:

+ Khảo sát để lập Báo Cáo Nghiên Cứu Tiền Khả Thi (BCNCTKT): là thu thập nhữngtài liệu cần thiết để sơ bộ đánh giá về sự cần thiết phải đầu tư công trình, các thuận lợi và khókhăn, sơ bộ xác định vị trí, quy mô công trình và ước toán tổng mức đầu tư, chọn hình thức đầu

tư cũng như sơ bộ đánh giá hiệu quả đầu tư về mặt kinh tế, xã hội của dự án

+ Khảo sát để lập Báo Cáo Nghiên Cứu Khả Thi (BCNCKT): là thu thập những tài liệu

để xác định sự cần thiết phải đầu tư công trình, lựa chọn hình thức đầu tư, xác định vị trí cụ thể,quy mô công trình, lựa chọn phương án công trình tối ưu, đề xuất các giải pháp thiết kế hợp lý,tính tổng mức đầu tư và đánh giá hiệu quả đầu tư về mặt kinh tế và xã hội của dự án

- Giai đoạn thực hiện đầu tư, việc khảo sát cũng có thể tiến hành 1 bước hoặc 2 bước tuỳtheo quyết định của cơ quan có thẩm quyền quyết định Bao gồm:

+ Khảo sát để lập Thiết Kế Kỹ Thuật (TKKT): là thu thập những tài liệu cần thiết trênphương án công trình đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt để lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật và dựtoán công trình cũng như lập hồ sơ đấu thầu phục vụ cho công tác mời thầu hay chỉ định thầu

+ Khảo sát để lập Thiết Kế Bản Vẽ Thi Công (TKBVTC): được thực hiện để phục vụcho thi công công trình cầu, đường của đường ôtô theo các phương án công trình đã đượcduyệt khi thiết kế kỹ thuật và đấu thầu xây dựng

2 TÀI LIỆU TRẮC ĐỊA TRONG CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ ĐƯỜNG:

2.1 Bình đồ tuyến:

2.1.1 Định nghĩa:

Bình đồ tuyến là hình chiếu của đường trên mặt phẳng nằm ngang Gồm 3 yếu tố

chính là: đoạn thẳng, đoạn đường cong tròn và đường cong chuyển tiếp nối đoạn thẳng vớiđoạn đường cong tròn

2.1.2 Yêu cầu về bình đồ tuyến trong các giai đoạn thiết kế đường:

- Giai đoạn BCNCTKT yêu cầu:

+ Bình đồ có đường đồng mức, có phác hoạ địa hình ở ngoài phạm vi đo đạc và cóghi chú các công trình ở 2 bên tuyến

+ Bình đồ vẽ theo mẫu hồ sơ tỷ lệ 1:5000.

- Giai đoạn BCNCKT yêu cầu: Bình đồ cao độ các phương án tuyến tỷ lệ 1:2000- 1:10.000 Nếu:

+ Địa hình núi khó vẽ theo tỷ lệ 1:2000

+ Địa hình núi bình thường và đồi bát úp vẽ theo tỷ lệ 1:5000

+ Địa hình đồng bằng và đồi thoải vẽ theo tỷ lệ 1:10.000

- Giai đoạn TKKT yêu cầu:

+ Bình đồ tỷ lệ 1:500 hoặc 1:1000 có đầy đủ: toạ độ, cao độ phù hợp hệ toạ độ, độcao của vùng đặt tuyến; đường cơ sở; hịnh dạng đường hiện hữu; chỉ giới xây dựng và nhàcửa hiện có dọc đường; các đường giao; hệ thống giếng thu, giếng thăm; vị trí và trị số lướitoạ độ, cao độ hiện có; các hang cây xanh; các lỗ khoan và hố đào; cột điện thoại, cột đènchiếu sang, cột điện cao thế

+ Bình đồ tỷ lệ 1:200- 1:500 thể hiện đầy đủ các loại công trình ngầm về: vị trí, độsâu, mặt cắt và tình trạng Có thể điều tra ở các cơ quan quản lý công trình công cộng đô thịkết hợp kiểm tra tại thực địa

- Giai đoạn TKBVTC yêu cầu: Bình đồ tỷ lệ 1:1000- 1:2000

2.2 Mặt cắt dọc tuyến:

2.2.1 Định nghĩa:

Mặt cắt dọc tuyến là mặt cắt đứng của nền đất chạy dọc theo trục của tuyến đường.

Trên mặt cắt dọc tuyến thể hiện mặt cắt dọc của đất tụe nhiên (đường đen) và mặt cắt dọcthiết kế (đường đỏ)

2.2.2 Yêu cầu về mặt cắt dọc tuyến trong các giai đoạn thiết kế đường:

- Giai đoạn BCNCTKT yêu cầu: Mặt cắt dọc các phương án tuyến tỷ lệ 1:5000- 1:10.000

- Giai đoạn BCNCKT yêu cầu: Mặt cắt dọc các phương án tuyến tỷ lệ 1:2000- 1:10.000(phù hợp tỷ lệ bình đồ)

- Giai đoạn TKKT yêu cầu: Mặt cắt dọc tuyến hiện hữu tỷ lệ cao 1:100, dài 1:1000

- Giai đoạn TKBVTC yêu cầu: Mặt cắt dọc tỷ lệ (1:1000 và 1:100); (1:2000 và 1:200)

2.3 Mặt cắt ngang tuyến:

2.3.1 Định nghĩa:

Mặt cắt ngang tuyến là mặt cắt đứng của nền đất vuông góc với trục đường.

2.3.2 Yêu cầu về mặt cắt ngang tuyến trong các giai đoạn thiết kế đường:

- Giai đoạn BCNCTKT yêu cầu: Mặt cắt ngang đại diện cho từng đoạn tỷ lệ đến 1:500

- Giai đoạn BCNCKT yêu cầu: Mặt cắt ngang các phương án tuyến tỷ lệ 1:200- 1:500 Nếu:

+ Địa hình đồng bằng tỷ lệ đến 1:500

+ Các địa hình khác tỷ lệ 1:200

- Giai đoạn TKBVTC yêu cầu: Mặt cắt ngang tỷ lệ 1:200

2.4 Các thuyết minh:

- Giai đoạn BCNCTKT yêu cầu: Thuyết minh tình hình tuyến

- Giai đoạn BCNCKT yêu cầu: Thuyết minh khảo sát tổng hợp về từng phương án với cácnội dung về: tuyến (bình diện dốc dọc, dốc ngang …), địa chất công trình, địa chất thuỷ văn,thuỷ văn công trình và thuỷ văn dọc tuyến, khả năng cung cấp nguyên vật liệu, điều kiệnxây dựng, ưu nhược điểm trong phục vụ và khai thác, …

- Giai đoạn TKBVTC yêu cầu: Thuyến minh khảo sát

2.5 Các tài liệu khác:

- Giai đoạn BCNCKT:

+ Các tài liệu về khảo sát đo đạc tuyến, công trình theo các phương án tuyến

+ Biên bản nghiệm thu tài liệu

+ Các biên bản làm việc với địa phương và các cơ quan hữu quan

+ Bảng thống kê toạ độ các điểm khảo sát

+ Bảng thống kê khối lượng giải phóng mặt bằng

+ Hệ thống lưới khống chế đã xây dựng

- Giai đoạn TKBVTC:

+ Các tài liệu bổ sung về khảo sát thuỷ văn

+ Các tài liệu bổ sung về khảo sát địa chất công trình

+ Các tài liệu bổ sung về khối lượng giải phóng mặt bằng

+ Các văn bản thoả thuận bổ sung của chính quyền địa phương và các cơ quan hữu quan liên quan

Chương 2: ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA

TÀI LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA HÌNH

1 CÁC HỆ THỐNG BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH HIỆN CÓ TẠI VN:

1.1 Hệ thống bản đồ do Pháp thành lập:

Hệ thống bản đồ do Pháp thành lập (Nha địa dư Đông Dương) dựa trên mặt ElipxoidClark 1800 (a=6378249m,   1/293.5) định vị tại điểm gốc toạ độ tại cột cờ Hà Nội vàđiểm gốc cao độ tại Hòn Dấu, Hải Phòng

Lưới chiếu hình bản đồ là lưới chiếu hình nón giả Bonne giữ diện tích kinh tuyếngiữa không biến dạng chiều dài Nhược điểm của lưới chiếu này là có sai số biến dạng góc

và biến dạng chiều dài tương đối lớn Ví dụ vùng Phan Rang, nếu đo 1Km chiều dài theomột hướng nào đó trên bản đồ thì có thể dài hơn thực địa +2.5m, nhưng nếu đo theo hướngkhác thì có thể ngắn hơn thực địa –2.5m Tức nếu đo theo chiều dài 5Km thì có thể sai sốlên đến 5.0m

Sau năm 1954, các chuyên gia Trung Quốc đã sử dụng phương pháp co dãn phim đểchuyển các bản đồ do Pháp thành lập sang hệ thống bản đồ địa hình theo hệ thống xã hộichủ nghĩa trên mặt Elipxoid Kraxopski theo lưới chiếu trụ ngang Gauss Như vậy một sốbản đồ theo hệ thống Nhà nước hiện hành vẫn có nguồn gốc do Nha địa dư Đông Dươngthành lập trước đây

1.2 Hệ thống bản đồ do quân đội Mỹ thành lập:

Sau năm 1954 quân độ Mỹ thành lập trên toàn bộ Đông Dương và Thái Lan hệ thốngbản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 phủ chùm Hệ thống bản đồ này dựa trên mặt Elipxoid Everest(a=6377276m,   1/300.8), định vị tại điểm gốc ấn Độ (Indian Datumn), chiếu theo lướichiếu trụ ngang UTM với múi chiếu 6o Lưới chiếu UTM có dạng giống lưới chiếu trụngang Gauss và được gọi chung là lưới chiếu trụ ngang Mercator giữ góc Lưới chiếu Gauss

có tỷ lệ biến dạng dài kinh tuyến giữa mo=1.000, lưới chiếu UTM có tỷ lệ mo=0.9996 vớimũi 6o, và mo=0.9999 với mũi 3o

Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng đồng thời cả 2 loại bản đồ: Bản đồ chính quy của

VN và bản đồ do quân đội Mỹ thành lập Hai hệ thống bản đồ nàu khác nhau về toạ độ, kíchthước Elipxoid và lưới chiếu Kích thước của mãnh bản đồ UTM nhỏ hơn kích thước củamãnh bản đồ Gauss Tỷ lệ nhỏ hơn này xấp xỉ 0.9995 lần hay 0.05%, trong đó 0.04% là do

sự khác nhau về hằng số mo và 0.01% là do sự khác nhau về thể Elipxoid

Nếu lấy sai số chiều dài làm tiêu chuẩn so sánh bản đồ địa hình ta sẽ thấy bản đồUTM múi 6o ở khu vực Việt Nam có biến dạng nhỏ hơn lưới chiếu Gauss Với khu vực Việt

Nam (bán đảo Đông Dương), sai số chiều dài biên múi chiếu 6o lưới chiếu UTM là+0.008%, còn lưới chiếu Gauss là +0.013%

Nhiều vùng lãnh thổ của nước ta chưa có bản đồ chính quy theo hệ thống Nhà nướcnên một khối lượng lớn bản đồ UTM của Mỹ được hiệu chỉnh thành bản đồ chính quy.Phương pháp hiệu chỉnh là giữ nguyên địa hình, thay đổi địa vật bằng ảnh vệ tinh hoặc dothực tế hiện trường Mặt dù vậy, một số khu vực vẫn chưa kịp hiệu chỉnh nên vẫn phải sửdụng trực tiếp hệ thống bản đồ UTM

1.3 Hệ thống bản đồ chính quy của Việt Nam:

Hệ thống bản đồ của Việt Nam được thực hiện với tỷ lệ 1/2000; 1/5000; 1/10000;1/25000; 1/50000 và các bản đồ tỷ lệ nhỏ 1/100000; 1/200000; 1/300000; 1/500000; và bản

đồ cơ bản 1/1000000 trên cơ sở hệ toạ độ Nhà nước Hà Nội 1972, mặt Elipxoid Kraxopski(a=638245m,   1/298.3), và lưới hình chiếu trụ Gauss

Hệ thống bản đồ này được thành lập theo tư liệu hình ảnh mới ở một sốkhu vực, cònlại được chuyển đổi từ hệ thống bản đồ cũ do Pháp và Mỹ thành lập

Hiện tại hệ thống chính quy mới này đã được quyết định sử dụng với hệ toạ độ mớilấy điểm gốc tại Hà Nội, elipxoid được chọn phù hợp hơn

2 ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH:

Độ chính xác của bản đồ địa hình ngoài thực địa phụ thuộc vào đồ chính xác của việc

mô hình hoá bề mặt trái đất bằng Elipxoid, vào loại lưới chiếu Với các công trình xâydựng hình tuyến còn phụ thuộc và quy trình đo vẽ bản đồ

Đối với mạng lưới trắc địa cấp III thường được xây dựng như sau:

- Mạng lưới tổng thể – mạng tam giác đo góc, đo cạnh hoặc mạng đường chuyền hạng I

- Mạng lưới tăng dày - đường chuyền cấp II

- Mạng lưới bố trí đo vẽ - đường chuyền kinh vĩ hoặc mạng tam giác nhỏ

Nếu mạng lưới trắc địa được xây dựng không phụ thuộc lẫn nhau thì sai số vị trí các điểmkhống chế trắc địa được tính như sau:

Trong đó: m1, m2, m3: Sai số vị trí điểm các cấp tương ứng khi xây dựng lưới khống chế.

Dựa trên nguyên tắc sai số vị trí điểm của lưới hạng trên ảnh hưởng đến độ chính xác vịtrí đểm của lưới hạng dưới <13% thì có thể bỏ qua, vì vậy có thể chọn một hằng số k sao cho:

Q m k

k m m k

m k

m

3 2

2 3 4

Q ứng với k =1.5  Q=1.28; k=2.0  Q=1.15Nếu lấy m =0.2mm sẽ xác định được các sai số m1, m2 và m3 của các cấp lưới khốngchế tương ứng ngoài thực địa cho bản đồ tỷ lệ 1/M

1 1

k m

k

Trong đó: + mi : Sai số của lưới cấp i

+ mi-1: Sai số của lưới cấp trên

Khi mi/mi-1=1.10, tức là ảnh hưởng của lưới cấp trên là 10% thì k =2.2; trên thực tếthường lấy k =2

Sai số của lưới cấp thứ n tính được như sau:

) 1 ( 2 4

2

1

1 1

1     

n

k k

k m

Bảng trên cho thấy khi tăng số cấp của lưới, tăng giá trị của k thì độ chính xác yêucầu của lưới cấp trên tăng lên.

2.2 Độ chính xác của điểm và đoạn thẳng trên bản đồ:

Độ chính xác của điểm trên bản đồ phụ thuộc vào quy trình đo vẽ bản đồ; nó là tổnghợp của các nguồn sai số:

- Sai số do xây dựng lưới khống chế mT

- Sai số lưới đo vẽ mk

- Sai số đo điểm chi tiết

Bảng 2.2 : Sai s cho phép ng v i các t l b n ố cho phép ứng với các tỷ lệ bản đồ ứng với các tỷ lệ bản đồ ới các tỷ lệ bản đồ ỷ lệ bản đồ ệ bản đồ ản đồ đồ

Tỷ lệ bản đồ Sai số trung phương Sai số cho phép

Trong đó: + M: Tỷ lệ bản đồ

+ V : Độ dốc trung bình khu vực đo vẽ

+ K: Hằng số Với K = 1mm

h btgV

1

(2-8)

Trong đó: + a: Hệ số biểu thi chính xác đường đồng mức gồm:

▪ Sai số mốc cao độ;

▪ Sai số độ cao chi tiết;

▪ Sai số khái quát hoá địa hình;

+ b: Hệ số thể hiện sự dịch chuyển của đường đồng mức, gồm:

▪ Sai số vị trí điểm mốc trên giấy;

▪ Sai số nội suy đường đồng mức;

▪ Sai số vẽ đường đồng mức;

Hệ số a và b được tra theo quy phạm, tuỳ thuộc vào tỷ lệ bản đồ

Khoảng cao đều cơ bản h của đường đồng mức phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ, cụ thểnhư bảng 2.3:

Bảng 2.3 : Độ cao đều cơ bản của đường đồng mức

Tỷ lệ bản đồ

Khoảng cao đều cơ bản Sai số cho phép

của đường đồngmức (m)

Đối với các bản đồ địa hình cần thể hiện các yếu tố:

- Đường đồng mức và độ cao của tất cả các điểm đặc trưng (yếu tố địa hình);

- Nhà cửa và các công trình xây dựng, giao thông, hệ thống thuỷ lợi, đường ống, đường dâycao thể, điện thoại, hồ ao, sông ngòi và các hiện tượng địa chất quan sát được như cácđứt gãy, sạt lở, cattơ mức độ chi tiết của bản đồ tuỳ thuộc vào mức độ khái quát hoá theotừng tỷ lệ

Theo TCVN 309: 2004 “ Công tác trắc địa trong xây dựng công trình – Yêu cầuchung” độ chính xác, độ chi tiết và độ đầy đủ của của bản đồ địa hình tỷ lệ lớn được quyđịnh như sau:

- Độ chính xác của bản đồ địa hình được đặc trưng bởi sai số trung phương tổng hợp của vịtrí mặt bằng và độ cao của điểm địa vật và địa hình được quy định là:

+ mp=0.3mm đối với khu vực xây dựng nhiều;

+ mp=0.3mm đối với khu vực xây dựng ít;

1 3

1

với h là khoảng cao đều đường đồng mức;

- Đối với các công tác thiết kế, sai số vị trí điểm tương hổ giữa các địa vật quan trong khôngvượt quá 0.2mmxM (M – mẫu số của tỷ lệ bản đồ)

- Độ chi tiết của bản đồ địa hình được đặc trưng bởi mức độ đồng dạng của các yếu tố biểudiễn trên bản đồ so với hiện trạng của chúng trên mặt đất

- Bản đồ tỷ lệ càng lớn đòi hỏi mức độ chi tiết càng cao Sai số khái quát đối với địa vật rõnét đối với bản đồ tỷ lệ lớn không được vượt quá 0.5mm x M

- Độ đầy đủ của bản đồ được đặc trưng bởi mức độ dầy đặc của các đối tượng cần đo và cóthể biểu diễn được trên bản đồ, nó được biểu thị bằng kích thước nhỏ nhất của các đối tượng

và khoảng cách nhỏ nhất giữa các đối tượng ngoài thực địa cần được biểu diễn trên bản đồ

Tài liệu khảo sát địa hình là kết quả của công tác trắc địa, nó là một khâu quan trọng trongcông tác khảo sát, thiết kế và thi công xây lắp công trình trên mặt bằng xây dựng

Việc xác định nội dung và yêu cầu độ chính xác của tài liệu khảo sát địa hình lànhiệm vụ của tổ chức thiết kế

Tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác của các đại lượng đo trong xây dựng là sai sốtrung phương Sai số giới hạn được lấy bằng 2 lần sai số trung phương

2.4 Độ chính xác biểu diễn điểm chi tiết trên bản đồ:

Độ chính xác mỗi loại bản vẽ đều có đặc thù riêng, đối với từng chuyên ngành cũng

có yêu cầu cụ thể và khác nhau Ví dụ, công trình thuỷ lợi yêu cầu cao về độ chính xác củacao độ, công trình giao thông yêu cầu cao về độ chính xác của bình đồ tuyến (góc,cạnh ) Ngay trên một công trình, các hạng mục khác nahu cũng có yêu cầu khác nhau về

Trong đó: mx và my là sai số trung phương thành phần của điểm

Trên thực tế có thể coi mx= my = mk , từ đó có thể viết:

Sai số vị trí điểm gồm: Sai số điểm khống chế, sai số do đo, sai số do vẽ, sai số dobiến dạng của giấy …Thường thì sai số của điểm khống chế là rất nhỏ nên có thể bỏ qua Vìvậy sai số điểm điểm được xét so với điểm khống chế gần nhất Theo tài liệu khảo sát thì:

+ mk = 0.18 mm, đối với khu vực đã xây dựng+ mk = 0.30 mm, đối với khu vực chưa xây dựng hoặc mật độ xây dựng thấp

Theo công thức (2.8) tính được:

+ mĐ= mk 2 0.3 mm đối với khu vực đã xây dựng

+ mĐ= mk 2 0.4 mm đối với khu vực chưa xây dựng hoặc mật độ xâydựng thấp

Trong quá trình can in còn một số nguồn sai số khác ảnh hưởng đến độ chính xác củađiểm Khi thiết kế độ chính xác của các địa vật kiến trúc cần yêu cầu rất cao, sai số khôngvượt quá 0.2 mm Vì vậy cần phải đo vẽ với độ chính xác rất cao đối với các địa vật quantrọng Đối với bản đồ tỉ lệ lớn sai số khái quát hóa điểm chi tiết không được vượt quá 0.5mm

Độ đầy đủ các điểm chi tiết được đặc trưng bằng mức độ dày đặc của các điểm chitiết cần thiết và có thể biểu diễn trên bản đồ Độ đầy đủ được biểu thị bằng kích thước nhỏnhất của đối tượng và khoảng cách nhỏ nhất giữa các đói tượng có thể biểu diễn trên bản đồ

2.5 Độ chính xác biểu diễn địa hình trên bản đồ:

Trên bản đồ, địa hình được biểu thị bằng các cao độ của các điểm chi tiết đặc trưng

và các đường đồng mức Đường đồng mức được vẽ bằng phương pháp nộ suy tuyến tínhhoặc các mô hình ảnh lập thể.Trong quá trình vẽ địa hình được kháI quát hóa.Vị trí đườngđồng mức trên bản đồ có các nguồn sai số sau:

- Sai số về độ cao điểm chi tiết, khái quát hóa địa hình, độ lồi lõm của địa hình

- Các sai số phụ thuộc vào độ dốc của mặt đất như độ chính xác vị trí điểm mặt bằng, nộisuy cao độ, vẽ đường đồng mức

Các sai số đáng chú ý nhất là độ khái quát hóa và độ lồi lãm của địa hình Sai số nàyphụ thuộc vào mật độ của điểm chi tiết.Sự phụ thuộc đó được biểu diễn bằng công thức:

mkq= e s (2.11)

Trong đó: + s : Khoảng cách giữa các điểm chi tiết

+ e : Hệ số ảnh hưởng do khái quát hóa và độ lồi lõm của địa hình:

▪ Đối với khu vực bằng phẳng, có độ dốc đều : e=0.01- 0.012

▪ Đối với khu vực lồi lõm trung bình, độ dốc đều : e= 0.015

▪ Đối với khu vực vùng núi: e=0.02

Để đánh giá sai số biểu diễn địa hình thường dùng công thức rút ra từ thực nghiệm:

mH=a+b.tg  (2-11a) Trong đó : + mH : sai số trung phương xác định độ cao theo đường đồng mức

+  : góc nghiên của địa hình; độ dốc i =tg 

+ a : hệ số phụ thuộc vào sai số mốc độ cao, sai số đo điểm chi tiết, sai số đo

khái quát hóa địa hình

+ b: hệ số phụ thuộc vào sai số nội suy, sai số vẽ và can đường đồng mức

Theo Bolsakov sai số trung phương xác định độ cao theo đường đồng mức thể hiệnbằng công thức:

mH = 2 ( ) Hct2 mct2 TB2

TB

i M m m i

h s

e    (2.12) Trong đó: + e: hệ số ảnh huởng do khái quát hoá và độ lồi lõm của địa hình

+ S : khoảng cách giữa các điểm chi tiết

+ H : khoảng cao đều cơ bản

+ iTB : độ dốc trung bình

+ mHct : sai số độ cao điểm chi tiết

+ mmct : sai số mặt bằng điểm chi tiết

+ M : số tỷ lệ bản đồ

Công thức (2.10) cho thấy ảnh huởng của độ khái quát hoá định hình tới sai số xácđịnh độ cao Mặt khác nó còn cho thấy tỷ lệ bản đồ càng nhỏ sai số vị trí điểm chi tiết mặtbằng ảnh huởng tới độ chính xác độ cao tăng càng nhanh.Sai số độ cao cho phép quy định là:

4

1 3

1

Thực tế cho thấy sai số độ cao khi đo vẽ bản đồ theo phuơng pháp trực tiếp trên mặtđất và bằng phuơng pháp đo vẽ ảnh toàn năng là như nhau

Bảng 2.4 : Kết quả kiểm tra đánh giá ngoài thực địa

Tỷ lệ bản đồ Khoảng cao đều h (m) Sai số độ cao mH (m)

Điểm chi tiết đuợc biểu diễn trên bản đồ với sai số m Đ Khi đo khoảng cách trên bản

đồ sai số của nó phụ thuộc vào độ chính xác của điểm chi tiết Khoảng cách

tính theo vị trí điểm là:

A B A

X    (2.14)

Nếu coi sai số các toạ độ như nhau và bằng mi , theo phân bố sai số của các đại luợng

đo trong hàm, tính được: mS = mĐ (2.15)

hay là độ chính xác cạnh đo trên bản đồ tương với độ chính xác của điểm trên bản đồ

2.6.2.Độ chính xác hướng đo trên bản đồ:

Góc định hướng trên bản đơ được tính theo toạ đĩ của hai điểm A và B theo công thức:

tg

A B

A B

X X

Y Y

Trong đó: S: khoảng cách giữa hai điểm

Sai số xác định góc trên bản đồ tỷ lệ thuận với sai số vị trí điểm m Đ và tỷ lệ nghịchkhoảng cách giữa hai điểm

O B

O A

O A AB

X X

Y Y arctg X

X

Y Y arctg

Nếu coi các điểm có độ chính xác như nhau và đều có sai số là m Đ :

mA= mB= mO= mĐ Từ công thức (2.17) tính được sai số xác định góc bằng trên bản đồ

S S S S

m

.

cos 1

1

Xét các trường hợp sau đối với công thức (2.18):

- Khi khoảng cách bằng nhau SAO= SBO=S thì: m =± . 2  cos

Một đa giác gồm i =1-n điểm tọa độ điểm i là Xi = Yi

Diện tích đa giác tính theo công thức:

2p=           

n

i i

i

n

i i

X

1

1 1

m

1

2 2 ,

2

Trong đó: Di,i+2 là độ dài đường chéo từ một đỉnh, bỏ qua đỉnh trung gian, nối tới các đỉnhtiếp theo

Theo Maslov sai số trung phương tính diện tích trên bản đồ tính bằng công thức gần đúng:

mP =

K

K P

m D

2

1

2

Trong đó + P: diện tích khu vực cần xác định

+ K: tỷ số chiều dài và chiều rộng của khu vực

Trong biểu thức (2.21) đại lượng

2.6.5.Sai số tính chênh cao và độ dốc trên bản đồ

Chênh cao hAB trên bản đồ được tính theo công thức:

hAB= HB= HA (2.24)

Trong đó: HB, HA : độ cao tuyệt đối của điểm B và điểm A tiunhs được trên bản đồ

Nếu coi sai số độ cao các điểm như nhau mHA= mHB= mH thì sai số xác định chênh cao:

Trong đó : + t : độ chính xác của điểm trên bản đồ

+ T : độ chính xác của điểm ngoài thực địa

+ M : số tỉ lệ của bản đồ

Khi cần các điểm thực địa có độ chính xác T, chọn bản đồ tỉ lệ 1: M như sau:

Bảng 2.5 : Sai số vị trí điểm ngoài thực địa.

Không thể hiện các điểm ở khoảng cách nhỏ hơn 1mm trên bản đồ Vì vậy từ khoảngcách các điểm địa vật cần thể hiện mà chọn tỷ lệ bản đồ tương ứng :

Bảng 2.6 : Khoảng cachs địa vật.

Khoảng cách địa vật S 0.5cm 1.0cm 2.0cm 5.0cm

Khi khảo sát phục vụ thiết kế công trình : các loại tài liệu cần tham khảo gồm : bản

đồ, bình đồ , mặt cắt Việc chọn tỷ lệ các tài liệu đó tùy thuộc vào các yếu tố :

- Nhiệm vụ phải giải quyết trên bản đồ;

- Giai đoạn thiết kế;

- Mức độ phức tạp của địa hình, địa vật;

- Mật độ của các đường ống, dây dẫn , công trình

Khoảng cách đều của bản đồ địa hình được xác định dựa vào các yếu tố sau:

- Yêu cầu thiết kế và đặc điểm công trình;

- Độ chính xác cần thiết về cao độ và độ dốc của công trình;

1 Giai đoạn khảo sát lập báo cáo đầu tư (Lập BC nghiên cứu tiền khả thi):

* Công tác chuẩn bị trong phòng:

- Cần bản đồ tỉ lệ từ 1: 25000 đến 1: 50000 nhằm mục đích vạch sơ bộ phương án tuyến, phânđịnh các đoạn đồng nhất (chủ yếu về điều kiện địa hình trên từng phương án tuyến); sơ bộ chọn

vị trí các cầu lớn; tính toán thủy văn và sơ bộ xác định khẩu độ từ đó đánh giá ưu khuyết điểmcủa từng phương án; đồng thời để sau này dễ nghiên cứu chi tiết trên bản đồ tỉ lệ lớn

- Sau khi nghiên cứu trên bản đồ tỉ lệ nhỏ cần bản đồ lớn hơn từ 1: 2000 đến 1: 10000 vớimức độ chi tiết hơn có kết hợp đầy đủ địa hình địa vật; xác định tương đối chính xác vị trícầu lớn để đối chiếu và xác định trên thực địa; nhận xét, đánh giá mức độ phức tạp, ưunhược điểm của từng phương án

* Công tác đo đạc ngoài thực địa:

- Thị sát và đo đạc ngoài thực địa: Lập bình đồ địa hình khu vực dự định đặc tuyến và thuthập các tài liệu để so sánh chọn phương án tuyến Các phương án được đo đạc ở bước này

là các phương án đã được chọn lọc qua quá trình nghiên cứu trong phòng, thị sát trên thựcđịa và đã có ý kiến tham gia của địa phương và các cơ quan hữu quan Tỉ lệ bản đồ quy đồquy định như sau:

- Địa hình núi khó vẽ theo tỉ lệ 1:2000

- Địa hình núi bình thường và đồi bát úp vẽ theo tỉ lệ 1:5000

- Địa hình đồng bằng và đồi thoãI vẽ theo tỉ lệ 1:10000

2 Giai đoạn khảo sát lập thiết kế kỹ thuật hoặc TKKT thi công:

Cần cung cấp bản đồ:

- Bình đồ cao độ tuyến 1:1000 1: 2000 có đầy đủ địa hình, địa vật, vị trí các mốc cao độ,

tọa độ ….Với các khu vực thành phố thị xã cần bình đồ tỉ lệ 1: 500 hoặc 1:1000

- Bình đồ cao độ các công trình trên tuyến, những đoạn khó khăn phức tạp, những vị trí giaocắt giữa tuyến thiết kế với các đường khác v.v

- Ở các vị trí cần thiết kế công trình đặc biệt cần lập bình đồ tỉ lệ 1: 500 đến 1: 1000 cá biệt

có thể cần 1:200

3 Giai đoạn khảo sát lập thiết kế bản vẽ thi công:

Tương tự như đối với TKKT cần có bình đồ cao độ tuyến 1:500-1: 1000 có đầy đủđịa hình, địa vật, vị trí các mốc cao độ, tọa độ …Với các khu vực địa hình phức tạp hoặc cócông trình đặc biệt cần bình đồ tỉ lệ 1: 500 hoặc 1: 1000 cá biệt 1:200

Chương 3: LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA

1 HỆ TỌA ĐỘ DÙNG TRONG KHẢO SÁT, THIẾT KẾ, THI CÔNG ĐƯỜNG.

1.1 Hệ tọa độ quốc gia HN-72:

Hệ toạ độ HN-72 được bắt đầu thành lập từ 1959 và được công bố kết quả vào năm

1972 trên cơ sở được xác định bởi định nghĩa sau đây:

Là phép chiếu Gauss mặt Ellipsoid kích thước đo Krasovsky (Nga) lên hình trụ tròn

có đường kính tiếp xúc với Ellipsoid tại kinh tuyến giữa, múi chiếu 60 Với phương phápnày các điểm tại kinh tuyến giữa có hệ số biến dạng m=1, các điểm càng xa kinh tuyến giữa

có hệ số biến dạng >1, hệ số biến dạng tại kinh tuyến 60 là m=1.0014

a) Bán trục lớn a = 6 378 245m

b) Độ lệch tâm thứ nhất e2 = 0.006693421623 (hay độ dẹt ( f)= 1/298.3) và được định vị theo giá trị quy ước toạ độ trắc địa tại một điểm gốc Hà nội bao gồm một vĩ độ

B, một kinh độ L và một dị thường độ cao  là: B = 21o 07’ 48.134”

L = 105o 46’ 40.472”

 = 32.370 m

Mặc dù độ tin cậy của các trị số này còn là vấn đề cần được thảo luận Nhưng mộtđiều chắc chắn là: Các giá trị toạ độ quy ước ban đầu của điểm Hà Nội đã ảnh hưởng trựctiếp tới mối tương quan giữa Ellipsoid và QuasiGeoid của Việt Nam

Vị trí một điểm mặt đất trong hệ HN 72 được xác định bằng một vĩ độ trắc địa B mộtkinh độ trắc địa L và một cao độ trắc địa H Hiệu giữa cao độ trắc địa H và cao độ thuỷchuẩn Hđược gọi là dị thường cao độ  , thể hiện chênh lệch cao độ của mặt thuỷ chuẩn

so với mặt Ellipsoid:  = H - H

Trong thực tế ta phải đổi tất cả các độ cao trắc địa về độ cao thuỷ chuẩn để xử dụng,tránh di thường độ cao

1.2 Hệ toạ độ quốc gia VN-2000:

Được chính thức áp dụng trên toàn quốc tại QĐ số 83/2000/QĐ - TTg ngày12/7/2000 của Thủ tướng chính phủ thay cho hệ toạ độ quốc gia HN - 72 Hệ toạ độ VN-

2000 được bắt đầu thành lập từ 1994 và được công bố kết quả vào năm 2000 trên cơ sởđược xác định bởi định nghĩa sau đây:

Hệ toạ độ trắc địa là một mặt Ellipsoid quy chiếu Hệ quy chiếu WGS-84 toàn cầu cókích thước như sau:

a) Bán trục lớn: a = 6 378 137m

c) Vận tốc góc quy quanh trục  = 7292115 x 10-11rad/sd) Hằng số trọng trường Trái đất GM = 3986005.108m3s-2Điểm gốc toạ độ Quốc gia: Điểm Noo đặt tại Viện nghiên cứu Địa chính, Tổng cụcĐịa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội

Lưới chiếu toạ độ phẳng cơ bản: Lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế

Hệ toạ độ VN - 2000 cũng sử dụng phép chiếu UTM nhưng thực chất cũng là phépchiếu Gauss từ Ellipsoid quy chiếu lên hình trụ tròn, múi chiếu 60. Tuy nhiên có khác với hệtoạ độ HN - 72 là hình trụ tròn có đường kính nhỏ hơn Ellipsoid Do vậy hình trụ không tiếpxúc mà cắt Ellipsoid tại hai kinh tuyến 1.50 và 4.50 do đó tại kinh tuyến giữa hệ số biến dạngm=0.9996, tại kinh tuyến 1.50 và 4.50 hệ số biến dạng m=1

* Chuyển đổi từ hệ toạ độ HN - 72 sang hệ toạ độ VN- 2000:

- Lưới toạ độ từ hạng III trở xuống đã xây trong hệ HN - 72 đang còn giá trị và nhu cầu xửdụngphải chuyển sang hệ VN - 2000 theo phương pháp bình sai lại lưới dựa vào các điểmhạng cao hơn có toạ độ trong hệ VN - 2000

- Việc xây dựng lưới toạ độ từ hạng III trở xuống phải dựa trên các điểm thuộc lưới toạ độhạng cao hơn trong hệ toạ độ VN - 2000

1.3 Hệ độ cao Quốc gia:

Ở nước ta, độ cao trung bình nước biển tại đảo Hòn Dấu - Hải Phòng là mặt chuẩn.Cao độ 0.000m

Để khống chế độ cao trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, người ta lập nên hệ thống Lưới khống chế độ cao: là hệ thống các điểm mốc được nối với nhau bằng các đường chuyền độ

cao Lưới đường chuyền trắc địa nói chung và lưới đường chuyền độ cao nói riêng có ýnghĩa quan trọng Nó là sở để thực hiện các công tác:

▪ Là cơ sở thống nhất trên lãnh thổ quốc gia

▪ Đo vẽ địa hình, bản đồ: Từ tổng thể đến chi tiết

▪ Định vị các công trình, các địa vật trên bề mặt Trái đất

▪ Xác định ranh giới, mốc hành chính

▪ Phục vụ công tác xây dựng công trình: Xác định ranh giới, phạm vi chiếm đất và

khối lượng thi công công trình

▪ Là cơ sở để tiến hành các nghiên cứu khoa học liên quan.

Lưới khống chế độ cao quốc gia: theo Quyết định số 82/QĐ-TT ngày 12/7/2000 củaThủ tướng Chính phủ, nước ta sẽ sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ Vn-2000

Lưới khống chế cao độ cao quốc gia là mạng lưới thuỷ chuẩn thống nhất toàn quốc.Lưới này có độ chính xác cao đáp ứng mọi nhu cầu xây dựng, phát triển kinh tế và củng cốquốc phòng

Lưới thuỷ chuẩn được xây dựng theo bốn Hạng, từ Hạng I đến Hạng IV Lưới Hạng Iphủ trùm toàn quốc, lưới Hạng II chêm dày từ lưới Hạng I sau đó chêm dày thêm để có lướiHạng III và IV

Lưới hạng I, hạng II là cơ sở độ cao chính, tạo thành một hệ độ cao chủ yếu trong cảnước Ngoài Mục đích khống chế lưới thuỷ chuẩn hạng thấp lưới thuỷ chuẩn hạng I, II cònphục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học

Các lưới thuỷ chuẩn thường được bố trí dọc theo các trục giao thông chính Ở miềnBắc nước ta lưới thuỷ chuẩn hạng I tạo thành bốn tuyến chính: Hải Phòng – Hà Nội, Hà NộiLạng Sơn, Hà Nội – Lào Cai, Hà Nội – Vĩnh Linh Sau khi đất nước thống nhất ta dẫn tiếplưới thuỷ chuẩn hạng I từ Vĩnh Linh đi Sài Gòn Trên tuyến thuỷ chuẩn hạng I, cách 100kmchôn một mốc thuỷ chuẩn loại A, cách 50km chôn một mốc thuỷ chuẩn loại B

Lưới thuỷ chuẩn Hạng II bố trí thành các vòng kín hoặc nối giữa hai điểm hạng I.Vòng thuỷ chuẩn hạng II không dài quá 500km Trên tuyến thuỷ chuẩn hạng II, cách 50-80m chôn một mốc thuỷ chuẩn loại B, cách 5-7km chôn chôn một mốc thuỷ chuẩn thường

Lưới thuỷ chuẩn hạng III và hạng IV bố trí thành các tuyến nối giữa các điểm hạngcao, hoặc thành mạng lưới có nhiều điểm nút Tuyến thuỷ chuẩn hạng III nối hai điểm hạngcao không quá 200km, nói 2 diểm nút không quá 100km Tuyến thuỷ chuẩn hạng IV nói 2điểm hạng cao không dài quá 100km, nối 2 điểm nút không dài quá 50km Trên tuyến độ cứ3-5km chôn một mốc thuỷ chuẩn thường

Các chỉ tiêu kỹ thuật của 4 hạng lưới khống chế độ cao như sau:

▪ Hạng I:Chiều dài cạnh 20-25km,sai số trung phương đo cao ± 1mm √L(km)

▪ Hạng II:Chiều dài cạnh 7-20km,sai số trung phương đo cao ± 5mm √L(km)

▪ Hạng III:Chiều dài cạnh5-8km,sai số trung phương đo cao ± 10mm √L(km)

▪ HạngIV:Chiều dài cạnh 2-5km,sai số trung phương đo cao ± 20mm √L(km)

1.4 Hệ tọa độ thi công:

Hệ toạ độ (HTĐ) là một công cụ đồ hoạ rất quen thuộc đối với các cán bộ làm côngtác thiết kế và thi công xây dựng công trình Từ trước đến nay trong xây dựng chúng tathường sử dụng hai HTĐ chính đó là HTĐ độc lập và HTĐ quốc gia

Trong thi công hiện nay người ta sử dụng hệ tọa độ quốc gia VN-2000 trong công tác

đo đạc, bình sai các đường chuyền trắc địa và bình sai đường chuyền độ cao, đôi khi mốctọa độ trong hệ HN72 vẫn sử dụng được bằng cách bình sai lại lưới dựa vào các điểm hạngcao hơn đã có trong hệ VN-2000

Trong thực thế nhiều công trình ở những vùng mà chưa có lưới toạ độ Quốc gia,người khảo sát thiết kế cũng như người thi công phải tự đặt hệ toạ độ độc lập.Muốn xác lậpHTĐ độc lập trước hết cần chọn một mặt phẳng nằm ngang tại khu vực xây dựng công trìnhtrên đó dựng 2 đường thẳng vuông góc với nhau gọi là 2 trục của hệ tọa độ một trục được kýhiệu là X (trục nằm ngang) còn trục kia là Y Với HTĐ như trên một điểm bất kỳ trên mặtphẳng sẽ được xác định bởi một cặp số thực x và y gọi là tọa độ phẳng của điểm đó Nhưvậy HTĐ độc lập là một HTĐ phẳng hoàn toàn trong đó không có khái niệm độ cao vì vậy

độ cao của các điểm trên mặt bằng sẽ được xác định như một yêu tố riêng

HTĐ độc lập rất đơn giản, chính xác và tiện dụng Tuy nhiên do mặt đất là mặt cong nênHTĐ này chỉ có thể áp dụng được cho các công trình có quy mô không quá 5km2 bởi vì chỉtrong khuôn khổ này thì có thể coi mặt đất là mặt phẳng

Ngoài ra để đảm bảo tiến độ khảo sát thiết kế, thi công công trình, trong lúc đội đang

đo đạc lại GPS thì đội khảo sát tuyến tự đặt mốc giả định cho mình và tiến hành đo đạc theomốc này, sau đó mấu lại tọa độ vào lưới toạ độ Quốc gia và tiến hành bình sai Các thông sốcủa lưới quốc gia có thể mua tại Trung tâm lưu trữ dữ liệu của Bộ tài nguyên và Môi trường.Tuy nhiên, việc sử dụng trực tiếp toạ độ do Trung tâm lưu trữ dữ liệu của Bộ tài nguyên vàMôi trường cấp cho Dự án mà không lưu ý tới việc chuyển đổi kinh tuyến trục cho phù hợpvới vị trí công trình có thể dẫn tới sai lệch đáng kể giữa kích thước của các đối tượng trênmặt đất và trên bản vẽ, gây ra những trục trặc không đáng có, ảnh hưởng trực tiếp đến tiến

độ và chất lượng của công trình Những sai lệch này có khi lên tới 72-100mm/km

Thông tư mới nhất của Bộ tài nguyên – Môi trường là thông tư số TCĐC ngày 20/6/2001 về hướng dẫn sử dụng hệ toạ độ quốc gia VN 2000 cho tất cả cáctỉnh, thành phố trên cả nước, rất cụ thể về kinh tuyến trục hợp lý cho từng địa phương Tuynhiên, cần phải lưu ý rằng việc sử dụng một kinh tuyến trục cho một tỉnh hay một thànhphố, đặc biệt là tỉnh có diện tích lớn chạy dọc theo hướng vĩ tuyến, sẽ không đem lại sự

973/2001/TT-tương thích hoàn toàn giữa kích thước trên mặt đất và trên bản vẽ như mong muốn Ví dụnhư: Tỉnh Quảng Ninh, nếu sử dụng kinh tuyến trục 1070 45 đúng như tinh thần của thông

tư 973 thì sai số chiều dài trên mặt bằng xây dựng nhà máy xi măng Cẩm Phả sẽ là – 72mm/1km Đây là sai số khá lớn không chấp nhận được trong thi công xây dựng công trình côngnghiệp và dân dụng

Việc sử dụng kinh tuyến trục không hợp lý đã gây ra nhiều trục trặc trong quá trìnhthi công một số công trình lớn như Dung Quất (Quảng Ngãi), cầu dây văng Bãi Cháy(Quảng Ninh), cầu Tân Đệ (Thái Bình), cầu Yên Lệnh (Hưng Yên),…

Điều đáng chú ý là khi cấp toạ độ cho các dự án, Trung tâm lưu trữ dữ liệu của BộTài nguyên và Môi trường thường cấp ở kinh tuyến trục 1050 (cho các tỉnh phía Bắc và phíaNam) 1080 (các tỉnh miền Trung) Các chủ đầu tư cần lưu ý chuyển đổi kinh tuyến trục chophù hợip với vị trí công trình của mình Việc chuyển đổi này có thể được thực hiện bằng cácphần mềm chuyên dụng Geotools của Bộ tài nguyên và Môi trường và phần mềm TĐCTversion 1.0 của Bộ Xây ựng do Viện KHCN xây dựng thiết lập

là hệ thống các điểm liên hệ với nhau bằng các dạng hình học nhất định Việc lựa chọn vị tríđỉnh của các hình này sao cho thuận tiện đo trực tiếp các yếu tố của chúng với độ chính xáccần thiết Từ số liệu đo, từ các phương pháp toán học và mối liên hệ giữa các đại lượng đovới các yếu tố cần xác định, sẽ tính được toạ độ mặt bằng (x,y) của các điểm Tập hợp cácđiểm này gọi là lưới khống chế mặt bằng

Như vậy lưới khống chế mặt bằng là: hệ thống các điểm được đánh dấu chắc chắn trênmặt đất, giữa chứng liên kết với nhau bởi các dạng hình học và các điều kiện toán học chặtchẽ, được xác định trong cùng một hệ thống toạ độ thống nhất với độ chính xác cần thiết,làm cơ sở phân bố chính xác các yếu tố nội dung bản đồ và hạn chế sai số tích luỹ

Luới khống chế mặt bằng được lập với nhiều cấp độ chính xác phù hợp với tính chất

và yêu cầu công tác đo đạc khác nhau

Có 2 phương pháp cơ bản để thành lập các mạng lưới khống chế mặt phẳng là lưới tamgiác, lưới đường chuyền

Lưới khống chế mặt bằng nhà nước Việt Nam được xây dựng theo bốn hạng, từ hạng I

đến hạng IV Lưới hạng I phủ trùm toàn quốc, lưới hạng II chêm dày từ lưới hạng I sau đóchêm để có lưới hạng III và IV

Lưới khống chế trắc địa khu vực mặt bằng cũng như độ cao là những mạng lưới tăng dày

lưới khống chế nhà nước ở các hạng phát triển độc lập với hệ toạ độ, độ cao giả định trên toànkhu vực nhằm phục vụ cho các yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và các công tác khảo sátthiết kế thi công các công trình như: Thành phố, khu công nghiệp, giao thông, thuỷ lợi v.v

Lưới khống chế mặt bằng đo vẽ là lưới được chêm dày từ lưới khống chế nhà nước và

khu vực Lưới này là cấp lưới khống chế cùng về toạ độ và độ cao phục vụ trực tiếp choviệc đo vẽ bản đồ địa hình

Lưới khống chế đo vẽ gồm đường chuyền kinh vĩ, lưới tam giác nhỏ, đường chuyềntoàn đạc và các điểm chêm dày bằng phương pháp giao hội Lưới khống chế độ cao đo vẽđược thành lập theo phương pháp hình học hoặc đo cao lượng giác có kết hợp đo đồng thờivới lưới khống chế mặt bằng

2.2 Lưới khống chế mặt bằng quốc gia:

Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước gồm có 4 hạng Hạng I, II, III, IV khác nhau ở độchính xác đo góc đo cạnh và chiều dài các cạnh

Chiều dài cạnh tam giác đối với lưới Nhà nước hạng I S1 = 20 - 25 km

Chiều dài cạnh tam giác đối với lưới Nhà nước hạng II S2 = 7 - 20 km

Chiều dài cạnh tam giác đối với lưới Nhà nước hạng III S3 = 5 - 8 km

Chiều dài cạnh tam giác đối với lưới Nhà nước hạng IV S4 = 2 - 6 km

(Xem bảng 3.1: Lưới khống chế mặt bằng nhà nước)

2.3 Lưới khống chế mặt bằng trong xây dựng công trình:

Lưới khống chế mặt bằng khu vực ở phạm vi rộng lớn có thể tương đương với lướikhống chế mặt bằng nhà nước hạng IV Với phạm vi bình thường thì xây dựng lưới giải tíchcấp 1, cấp 2 hoặc đường chuyền cấp 1, cấp 2 Lưới khống chế độ cao khu vực xây dựng chủ

yếu bằng phương pháp đo cao hình học, thông thường là lưới thuỷ chuẩn hạng IV và lướithuỷ chuẩn kỹ thuật Các chỉ tiêu kỹ thuật lưới khống chế khu vực ghi trong bảng 3.2.

3 Sai số trung phương

tương đối đo cạnh đáy

4 Sai số trung phương

tương đối cạnh yếu nhất 400.000

1

000 300

1

000 200

1

000 120 1

5 Sai số trung phương

tương đối đo cạnh đường

chuyền

000 300

1

000 200

1

000 120

1

000 70 1

6 Giá trị góc nhỏ nhất

1

000 250

1

000 200

1

000 120 1

7 Sai số khép góc tam

giác khác cho phép 40

8 Sai số trung phương đo

các điểm thiên văn Laplas ±3" ±4" ±6" ±8"

Bảng 3.2: Lưới khống chế mặt bằng khu vực

Các yếu tố đặc trưng Lưới tam giác giải

Lưới thuỷ chuẩn

kỹ thuật

1 Sai số trung phương đo góc ±5" ±10" ±5" ±10"

2 Sai số trung phương tương

đối cạnh đáy (cạnh khởi đầu) 1/50000 1/25000

3 Sai số trung phương tương

4 Sai số trung phương tương

đối đo cạnh đường chuyền 1/20000 1/10000

5 Sai số khép góc tam giác

- Lưới tam giác dầy đặc 200 200

11 Số tam giác tối đa trong

chuỗi tam giác giữa 2 cạnh

khởi đầu

12 Số cạnh tối đa của đng

13 Sai số khéo đo cao cho phép

trên tuyến đo khép kín hoặc

tuyến đo phù hợp fcp (mm) (L

-±30 L

±50 L

Thông thường với các công trình giao thông, lưới khống chế mặt bằng khu vực giảitích bao gồm:

- Lưới toạ độ hạng IV

- Lưới đường chuyền cấp 2

- Lưới độ cao hạng IV

- Lưới độ cao cấp kỹ thuật

Trong đó:

+ Lưới toạ độ hạng IV được thực hiện bằng công nghệ GPS Với khoảng cách các

mốc toạ độ tối đa là 6km, tối thiểu là 2km

+ Lưới đường chuyền cấp 2 (ĐC2) được đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử (Total

Station) và gương phản chiếu có chân cố định

Các máy toàn đạc điện tử có độ chính xác như sau được sử dụng để thiết lập lướiđường chuyền cấp 2:

- Độ chính xác đo góc: ± 5"

- Độ chính xác đo dài: ± (5mm + 3ppm x D)

Các thông số cơ bản của hệ lưới ĐC2 được quy định như sau:

- Chiều dài cạnh của lưới không nhỏ hơn 80m và không lớn hơn 350m Tốt nhất là từ 150mđến 250m

- Độ chính xác đo góc: m = ±5"

- Độ chính xác đo cạnh: ms/s = ± 1:8000

- Sai số khép tương đối đường chuyền: 2

y 2

f  : [S] = 1:5000+ fx: sai số khép gia số toạ độ theo trục x

+ fy: sai số khép gia số toạ độ theo trục y

+ S: chiều dài giữa 2 điểm GPS hạng IV

- Sai số trung phương đo góc =10"

- Sai số khép phương vị = 20" n (n là số đo góc)

- Sai số vị trí điểm = 50mm

Lưới khống chế độ cao hạng IV được xây dựng theo tiêu chuẩn cấp nhà nước

Các mốc cao độ này hoặc xây dựng độc lập hoặc sử dụng chung với các mốc toạ độhạng IV ở điều 7-32 Các mốc độ cao hạng IV được tiến hành đo đạc theo phương pháp đocao hình học từ giữa và theo sơ đồ dẫn toạ độ cao trên đường dài

Sai số khép cao độ yêu cầu: fh = ± 20 (mm)

(L là chiều dài đường đo tính bằng km)

Lưới đô cao cấp kỹ thuật sử dụng hệ mốc ĐC2 và đo đạc bằng máy đo đạc theo phương

pháp đo cao hình học từ giữa và theo sơ đồ dẫn độ cao trên đường dài

Sai số khép cao độ yêu cầu

Độ chính xác yêu cầu: * Đồng bằng: ±30 L (mm)

* Miền núi: ±50 L (mm)(L là chiều dài đường đo tính bằng km)

Trong trường hợp địa hình quá dốc (1km phải đặt >25 trạm máy) thì:

Sai số khép cao độ cũng không được vượt quá ± 10 n

(trong đó n là số trạm máy trong đường đo)

Trong phạm vi một công trình, cũnh có những sai lệch cục bộ về tọa độ Đó là docông tác định vị và bảo quản mốc tọa độ chưa được chú trọng đúng mức, thiếu cac bướckiểm tra nhằm loại bỏ những sai sót kh6ng đáng có

Để khắc phục hiện tượng này, bên cạnh việc thống nhất sử dụng tọa độ chung, chúng

ta cần phải nâng cao vai trò người làm công tác trắc địa

3 LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO:

3.1 Các khái niệm:

3.1.1 Mặt thuỷ chuẩn:

Mặt thuỷ chuẩn là mặt nước biển trung bình ở trạng thái yên tĩnh (không bị ảnh

hưởng của chế độ gió, thuỷ triều ) trải dài xuyên qua lục địa, hải đảo tạo thành một mặtcong khép kín

Ở Việt Nam lấy mặt nước biển trung bình nhiều năm của trạm nghiệm triều ở HònDấu (Đồ Sơn, Hải Phòng) làm mặt thuỷ chuẩn gốc.

Khối vật thể bao bọc bởi mặt thuỷ chuẩn gọi là Geoid Tâm của khối Geoid trùng vớitâm của quả đất và tại mọi điểm trên mặt đất phương của trọng lực vuông góc với mặt Geoid

Đối với khu vực chưa có hoặc không cần sử dụng hệ độ cao nhà nước thì có thể dùngmặt thuỷ chuẩn quy ước, nghĩa là xây dựng một mốc với độ cao giả định làm độ cao gốccho khu vực đó

3.1.2 Elipxoid quả đất:

Elipxoid quả đất: là khối vật thể quy ước biểu diễn trái đất có thể xác định bằng các

phương trình toán học với các tham số:

- Bán trục lớn a: bằng bán kính trái đất ở xích đạo

- Bán trục nhỏ b: bằng bán kính trái đất ở hai cực

- Độ dẹt: α = (a -b)/a

Elipxoid quả đất có những tính chất sau:

- Tâm của elipxoid trùng với tâm của quả đất

- Thể tích của elipxoid bằng thể tích của geoid

- Mặt phẳng xích đạo của elipxoid trúng với mặt phẳng xích đạo của quả đất

- Tổng bình phương chênh cao giữa mặt elipxoid quả đất và mặt geoid là nhỏ nhất

- Tại mọi điểm trên bề mặt đất phương của pháp tuyến đều vuông góc với mặt elipxoid

3.1.3 Độ cao thuỷ chuẩn:

Độ cao thuỷ chuẩn: là khoảng cách của điểm đó theo phương dây dọi đến mặt thuỷ

chuẩn (Geoid) Nếu mặt thuỷ chuẩn là quy ước ta có độ cao là độ cao tương đối, nếu là mặtthuỷ chuẩn gốc của quốc gia thì độ cao được gọi là độ cao tuyệt đối

3.1.4 Độ cao trắc địa:

Độ cao trắc địa: là độ cao của một điểm trên mặt đất so với mặt elipxoid quả đất,

thường được đo bằng công nghệ GPS (Global Positioning System)

3.1.5 Dị thường độ cao:

Mặt đất tự nhiên

MTC quy ước

(Geoid) MTC gốc

HA

Do hệ độ cao trắc địa khác với hệ độ cao thuỷ chuẩn thông thường nên tồn tại sai sốtrong hiệu số độ cao gọi là dị thường độ cao, đó chính là khoảng cách từ mặt elipxoid chọntính đến mặt Geoid Khoảng cách này thay đổi tùy thuộc vật chất trong lòng đất và biếnthiên trong khoảng 0 - 160 m.

Ký hiệu độ cao trắc địa tại điểm A là HA, độ cao thuỷ chuẩn tại A là hA, ta có quan hệ:

Trong đó: ζA là dị thường độ cao tại điểm A

Nếu xét giữa hai điểm A,B trên mặt đất ta có hiệu độ cao:

ΔhA,B = ΔHA,B - ΔζA,BTrong đó: ΔHA,B là hiệu độ cao trắc địa, ΔhA,B là hiệu đọ cao thuỷ chuẩn, ΔζA,B là hiệu

số dị thường độ cao giữa hai điểm A,B

3.1.6 Lưới khống chế độ cao:

Lưới khống chế độ cao là tập hợp các đỉnh (các mốc) mà độ cao của chúng được xác

định bằng độ cao hình học hoặc lượng giác Các đỉnh của lưới khống chế độ cao được cốđịnh trên mặt đất bằng các mốc trắc địa đảm bảo sự ổn định Lưới được xây dựng dưới dạngcác đường chuyền kín, đường chuyền nối hay điểm nút

Mạng lưới độ cao bao gồm:

- Lưới độ cao nhà nước được xây dựng trên toàn bộ lãnh thổ quốc gia bằng phương pháp đocao hình học, bình sai chặt chẽ trong một hệ độ cao thống nhất gồm có 4 hạng: I, II, III, IV

- Lưới độ cao kỹ thuật là lưới làm cơ sở về độ cao cho lưới độ cao đo vẽ Cơ sở để phát triểnlưới độ cao kỹ thuật là các điểm lưới độ cao nhà nước từ hạng I đến hạng IV

3.2 Lưới khống chế độ cao quốc gia:

Lưới khống chế độ cao theo quyết định số 83/2000/QĐ-TT ngày 12/7/2000 của Thủtướng Chính phủ, nước ta sẽ sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ VN-2000

Lưới khống chế độ cao quốc gia là mạng lưới thủy chuẩn thống nhất toàn quốc đượcthành lập chủ yếu bằng phương pháp đo cao hình học lấy mực nước chuẩn 0 là mực nướcbiển trung bình nhiều năm của trạm nghiệm triều ở Hòn Dấu (Đồ Sơn, Hải Phòng) Lưới này

có độ chính xác cao đáp ứng mọi nhu cầu xây dựng, phát triển kinh tế và cũng cố quốc phòng

Độ cao trắc địa và độ cao thuỷ chuẩn

Lưới khống chế độ cao quốc gia được xây dựng theo 4 hạng: từ hạng I đến hạng IVvới các chỉ tiêu kỹ thuật được ghi trong bảng:

Bảng 3.3: Lưới khống chế độ cao quốc gia

Các yếu tố đặc trưng Lưới độ cao các hạng

1 Sai số trung phương ngẫu nhiên

2 Sai số hệ thống trên 1km tuyến đo

Ở miền Bắc nước ta lưới thủy chuẩn hạng I tạo thành 4 tuyến chính: Hải Phòng - HàNội, Hà Nội - Lạng Sơn, Hà Nội - Lào Cai, Hà Nội - Vĩnh Linh Sau khi đất nước thống nhất

ta dẫn tiếp lưới thủy chuẩn hạng I từ Vĩnh Linh đi Sài Gòn Trên tuyến thủy chuẩn hạng I,cách 100km chôn một mốc thủy chuẩn loại A, cách 50km chôn một mốc thủy chuẩn loại B

Lưới thủy chuẩn hạng II bố trí thành các vòng kín hoặc nối giữa hai điểm hạng I.Vòng thủy chuẩn hạng II không dài quá 500km Trên tuyến thủy chuẩn hạng II, cách 50 -80m chôn một mốc thủy chuẩn loại B, cách 5-7km chôn một mốc thủy chuẩn thường

Lưới thủy chuẩn hạng III và hạng IV bố trí thành các tuyến nối giữa các điểm hạngcao, hoặc thành mạng lưới có nhiều điểm nứt Tuyến thủy chuẩn hạng III nối hai điểm hạngcao không dài quá 200km, nối hai điểm nút không quá 100km Trên tuyến thủy chuẩn hạng

IV nối hai điểm hạng cao không dài quá 100km, nối hai điểm nút không dài quá 50km Trêntuyến cứ 3-5km chôn một mốc thủy chuẩn thường

3.3 Lưới độ cao trong xây dựng công trình:

3.3.1 Lưới độ cao xây dựng công trình:

Lưới độ cao xây dựng công trình: được xây dựng từ lưới độ cao quốc gia Đặc điểm

của lưới này là khoảng cách giữa các mốc và chiều dài của các tuyến được rút ngắn Cơ sở

để lựa chọn, thống nhất lưới độ cao là quy mô, tính chất của công trình Từ đó xác địnhđược độ chính xác cần thiết để lựa chọn phương án xây dựng lưới phục vụ khảo sát thiết kếcông trình cho phù hợp Ví dụ:

- Đối với các công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện, các tuyến kênh, hệ thống tưới tiêu cầnphải lập hệ thống lưới cao độ hạng II, III, IV

- Đối với các công trình là hệ thống đường ống tự cháy có đường kính lớn thì phải lập lưới

độ cao hạng II hoặc hạng III

- Đối với các công trình hầm đường bộ, công trình ngầm thì thường cần phải lập lưới cao độhạng III

- Đối với đường làm mới có cấp kỹ thuật 60 - 80 và đồng thời thuộc cấp quản lý I - II - III;cũng như các cấp của đường cao tốc Đường các cấp này chủ yếu là các trục lộ quan trọngcủa quốc gia, công trình đường có liên quan đến quy hoạch xây dựng cũng như các côngtrình dân dụng hiện hữu của nhiều ngành khác như thuỷ điện, thuỷ lợi v.v do vậy bình đồcao độ tuyến đường phải gắn vào hệ độ cao quốc gia Để đạt được yêu cầu này cần xâydựng hệ thống lưới khống chế độ cao trên toàn tuyến gồm:

+ Lưới độ cao hạng IV

+ Lưới độ cao cấp kỹ thuật

Lưới khống chế độ cao hạng IV được xây dựng theo tiêu chuẩn cấp nhà nước Cácmốc cao độ này hoặc xây dựng độc lập hoặc sử dụng chung với các mốc của lưới khống chếmặt bằng hạng IV Các mốc độ cao hạng IV được tiến hành đo theo phương pháp đo caohình học Sai số khép cao độ phải thoả mãn yêu cầu:

fh   20 L (mm)

( L là chiều dài đường đo tính bằng km)Lưới độ cao cấp kỹ thuật sử dụng hệ mốc ĐC2 và đo theo phương pháp đo cao hình học.Sai số khép cao độ phải thoả mãn yêu cầu:

* Đối với đồng bằng: fh   30 L (mm)

* Đối với miền núi: fh   50 L (mm)

( L là chiều dài đường đo tính bằng km)

Trong trường hợp địa hình quá dốc (1km phải đặt >25 trạm máy) thì: sai số khép cao

độ cũng không được vượt quá fhcp   10 n (trong đó n là số trạm máy trong đường đo)

3.3.2 Các bước xây dựng đường chuyền độ cao:

Các đường chuyền độ cao ở đây được hiểu là đường chuyền làm cơ sở về độ cao cholưới đo vẽ