BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI GIÁO TRÌNH TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG VÀ THỦY LỢI Nguyễn Duy Đô - Nguyễn Văn Quang HÀ NỘI, 2013..
Trang 1BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH
TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH
GIAO THÔNG VÀ THỦY LỢI
Nguyễn Duy Đô - Nguyễn Văn Quang
HÀ NỘI, 2013
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
“Trắc địa công trình” là một trong những môn học mang tính chất chuyên môn chủ yếu trong chương trình đào tạo kỹ sư trắc địa Để học được môn học này, sinh viên đã học xong các môn học: Trắc địa cơ sở, các học phần cơ bản của Trắc địa Ảnh và Trắc địa cao cấp
“Trắc địa công trình Giao thông và Thủy lợi - Thủy điện” là một trong các học phần cơ bản của “Trắc địa công trình”
Giáo trình “Trắc địa công trình Giao thông và Thủy lợi - Thủy điện” được biên soạn
theo đề cương chi tiết học phần được hội đồng giáo trình của trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội xét duyệt Giáo trình này phục vụ việc dạy và học cho giảng viên, sinh viên
hệ cao đẳng, đại học của các trường đại học thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường
Giáo trình gồm 4 chương giới thiệu nhiệm vụ của công tác Trắc địa trong khảo sát, thiết kế, bố trí và theo dõi thi công, theo dõi chuyển dịch và biến dạng các công trình: Đường
ô tô, cầu vượt chướng ngại vật, thủy lợi - thủy điện
Những người tham gia biên soạn giáo trình: Tiến sĩ Nguyễn Duy Đô biên soạn chương 1,2
và chương 3; Thạc sĩ Nguyễn Văn Quang biên soạn chương 4 và chương 5
Khi biên soạn giáo trình này chúng tôi cố gắng trình bày các vấn đề ngắn gọn, mạch lạc để người đọc dễ hiểu Giáo trình này đã được hội đồng giáo trình trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội nghiệm thu và công nhận
Do khả năng của các tác giả có hạn, cho nên trong giáo trình sẽ tồn tại một số lỗi, kính mong nhận được góp ý phê bình của người sử dụng, để lần tái bản sau được tốt hơn
Xin chân thành cảm ơn
Nhóm biên soạn
Trang 3MỤC LỤC
Chương 1: CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG KHẢO SÁT VÀ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG
GIAO THÔNG 7
1.1 Khái niệm về tuyến đường và định tuyến đường giao thông 7
1.1.1 Khái niệm 7
1.1.2 Các yếu tố tuyến đường giao thông .7
1.1.3 Các thông số của việc định tuyến đường giao thông 9
1.1.4 Đặc điểm định tuyến đường ở đồng bằng và miền núi 9
1.2 Khảo sát đường giao thông 13
1.2.1 Phân loại tuyến đường 13
1.2.2 Quy định kỹ thuật khi thiết kế tuyến đường 17
1.2.3 Quy trình công nghệ của việc khảo sát tuyến đường 18
1.3 Phương pháp định tuyến đường 21
1.3.1 Định tuyến đường trong phòng .21
1.3.2 Định tuyến ngoài thực địa 24
1.4 Đường cong tròn ngang 29
1.4.1 Khái niệm 29
1.4.2 Bố trí đường cong tròn ngang 31
1.5 Đường cong chuyển tiếp 42
1.5.1 Ý nghĩa và phương trình đường cong chuyển tiếp 42
1.5.2 Tính và bố trí đường cong tổng hợp 46
1.6 Đường cong hình rắn 54
1.6.1 Các yếu tố cơ bản của đường cong hình rắn 54
1.6.2 Bố trí đường cong hình rắn 55
1.7 Đo độ cao và vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang 61
1.7.1 Đo độ cao và vẽ mặt cắt dọc .61
1.7.2 Đo vẽ mặt cắt ngang 66
1.8 Bố trí chi tiết nền đường 69
1.8.1 Khái niệm mặt cắt ngang thi công 69
1.8.2 Bố trí mặt cắt ngang chỗ đắp đất 70
1.8.3 Bố trí các mặt cắt ngang ở chỗ đào đất 73
Chương:CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG KHẢO SÁT VÀ THI CÔNG CẦU 84
2.1 Khái niệm công trình cầu 84
2.1.1 Những yếu tố cơ bản của cầu .84
2.1.2 Phân loại cầu 87
2.1.3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật khi lựa chọn địa điểm xây dựng cầu 88
2.2 Đo vẽ địa hình khu vực xây dựng cầu 89
2.2.1 Bản đồ địa vật 89
2.2.2 Bản đồ chi tiết tỷ lệ lớn 90
2.3 Lưới khống chế trắc địa xây dựng cầu 91
2.3.1 Thiết kế lưới 91
2.3.2 Thi công lưới 93
2.4 Bố trí tâm trụ và mố cầu 94
2.4.1 Bố trí tuyến đường qua cầu 94
2.4.2 Các phương pháp bố trí tâm trụ và mố cầu 94
2.5 Bố trí chi tiết trụ và mố cầu 98
2.5.1 Khái niệm về móng trụ cầu 98
2.5.2 Bố trí trụ cầu trên cạn và trên đảo 99
Trang 42.5.3 Bố trí các móng trụ cầu trên bè (khung vây và cọc ống) 99
2.6 Công tác trắc địa khi xây dựng thân trụ 100
2.6.1 Xác định độ sâu hạ giếng .101
2.6.2 Xác định độ xê dịch mặt bằng và độ nghiêng .102
2.6.3 Kiểm tra ván khuôn của móng trụ cầu .103
2.6.4 Đo vẽ hiện trạng các trụ cầu .104
2.7 Kiểm tra kết cấu nhịp cầu, quan trắc lún và biến dạng cầu 105
2.7.1 Kiểm tra kết cấu nhịp cầu .105
2.7.2 Quan trắc lún và biến dạng cầu .107
Chương3:CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG KHẢO SÁT THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - THUỶ ĐIỆN 110
3.1 Khái niệm công trình thuỷ lợi - thuỷ điện 110
3.2 Đo vẽ địa hình lòng sông 112
3.2.1 Lưới khống chế và tỷ lệ đo vẽ .112
3.2.2 Công tác đo sâu và xác định vị trí điểm đo sâu .113
3.3 Thành lập mặt cắt dọc và mặt cắt ngang sông 113
3.3.1 Thành lập mặt cắt dọc sông .113
3.3.2 Thành lập mặt cắt ngang sông .120
3.4 Công tác trắc địa địa hình tại khu vực hồ chứa nước 120
3.4.1 Công tác trắc địa trong giai đoạn thiết kế hồ chứa nước 120
3.4.2 Xác định biên giới hồ chứa nước ngoài thực địa .124
3.5 Khảo sát xây dựng tuyến kênh mương 126
3.5.1 Các tài liệu địa hình cần thiết cho thiết kế .126
3.5.2 Lưới khống chế trắc địa cho các tuyến kênh mương .127
3.5.3 Bố trí tuyến kênh mương .129
Chương 4 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI THỦY LỢI - THỦY ĐIỆN 131
4.1 Lưới khống chế trắc địa 131
4.1.1 Lưới khống chế mặt phẳng .131
4.1.2 Lưới khống chế độ cao .133
4.2 Bố trí công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện 136
4.2.1 Khái niệm về các trục cơ bản của công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện 136 4.2.2 Công tác trắc địa khi bố trí các trục đập bằng đất và trục đập bằng bê tông 136
4.3 Quan trắc chuyển dịch và biến dạng công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện 140
Chương 5 : QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH, BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 142
5.1 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CHUYỂN DỊCH, BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 142
5.1.1 Phân loại chuyển dịch, biến dạng công trình .142
5.1.2 Nguyên nhân của chuyển dịch biến dạng công trình .143
5.1.3 Đặc tính và các tham số chuyển dịch .143
5.1.4 Mục đích quan trắc chuyển dịch, biến dạng .144
5.1.5 Yêu cầu độ chính xác quan trắc .145
5.2 BỐ TRÍ MỐC QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH, BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 147
5.2.1 Kết cấu mốc .147
4.2.2 Phân bố mốc .152
5.3 ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MỐC TRONG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH, BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 155 5.3.1 Ý nghĩa của việc đánh giá độ ổn định của các mốc 155
5.3.2 Các phương pháp kiểm tra và đánh giá độ ổn định của các mốc cơ sở 156
Trang 55.4 CÔNG TÁC ĐO LÚN CÔNG TRÌNH 158
5.4.1 Các phương pháp đo lún 159
5.4.2 Xử lý số liệu đo lún và dự đoán lún 168
5.5 QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH 174
5.5.1 Quan trắc chuyển dịch ngang theo phương pháp hướng chuẩn 174
5.5.2 Quan trắc chuyển dịch ngang theo phương pháp đo góc cạnh 187
5.5.3 Xử lý các kết quả đo và tính các thông số chuyển dịch ngang công trình 190
5.6 QUAN TRẮC ĐỘ NGHIÊNG CÔNG TRÌNH 192
5.7 QUAN TRĂC VẾT NỨT CÔNG TRÌNH 200
5.8 LẬP HỒ SƠ BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐO CHUYỂN DỊCH, BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 201