Bài giảng giám sát đo đạc trong thi công xây dựng

Đây là giáo trình giảng dạy lớp Tư vấn giám sát phần Đo đạc trong thi công xây dựng công trình của giảng viên trường đại học xây dựng biên soạn. Giáo trình bao gồm chương 1: Hệ quy chiếu trắc địa; chương 2: Dung sai trong xây dựng; chương 3: Các thiết bị trắc địa hiện đại; chương 4: Trắc địa trong xây dựng công trình

Giám sát đo đạc trong thi công xây dựng

Bộ môn Trắc địa - 2009

Giám sát đo đạc trong thi công xây dựng

1.6 hệ toạ độ cục bộ giả định

2 dung sai trong xây dựng

2.1 độ chính xác của tài liệu khảo sát địa hình

2.2 dung sai trắc địa trong xây dựng

2.3 Tiêu chuẩn, qui phạm

3 thiết bị trắc địa hiện đại

3.1 Máy đo khoảng cách càm tay

3.2 máy toàn đạc điện tử

3.3 máy thuỷ bình laze và mia mã vạch

3.4 hệ thống định vị toàn cầu gps

3.5 Bản đồ số

4 trắc địa xây dựng công trình

4.1 lới khống chế trắc địa

4.2 Công tác trắc địa trong xây dựng công trình

Giám sát đo đạc trong thi công xây dựng

Mở đầu Nhiệm vụ của trắc địa xây dựng

Vai trò của công tác trắc địa trong xây dựng

Trong tất cả các giai đoạn xây dựng công trình từ khảo sát thiét kế đến thi công và khai thác sử dụng đều có vai trò của công tác trắc địa.

- ở giai đoạn khảo sát, ngời xây dựng cần thiết phải có những số liệu về địa hình khu vực Nhiệm vụ quan trong nhất của trắc địa là thành lập bản đồ địa hình Thiếu bản

đồ không thể tiến hành đợc bất kỳ một công việc nào có liên quan đến nghiên cứu lãnh thổ Thiếu bản đồ không thể xây dựng đợc thành phố, đờng sá, kênh mơng, đê đập, các hệ thống tới tiêu nớc, không thể qui hoạch đợc sự phát triển của đất nớc Bản đồ đợc thể hiện dới 2 dạng: Đồ hoạ - bản đồ giấy; mô hình số địa hình - bản đồ số.

- Khi thiết kế, ngời xây dựng cần có kiến thức trắc địa

để sử dụng bản đồ, tính toán thiết kế các công tác xây dựng,

dự tính các phơng pháp nhắm đảm bảo chính xác vị trí và kích thớc hình học của công trình…

- ở giai đoạn thi công công tác trắc địa nhằm đảm bảo cho việc chuyển các bản thiết kế ra hiện trờng theo đúng vị trí, đúng hình dáng, đúng kích thớc của công trình Khi xây dựng xong từng phần và toàn bộ công trình phải tiến hành đo

vẽ hoàn công để xác định vị trí thực của công trình, của các cấu kiện nhằm kiểm tra và đánh giá chất lợng thi công.

- Trong giai đoạn khai thác công trình, đôi khi ngay cả khi

đang thi công, công tác trắc địa tiến hành quan trắc, theo dõi sự biến dạng của công trình để đánh giá chất lợng, kiểm

định lại các số liệu khảo sát, các giải pháp tính toán thiết kế nhằm đảm bảo sự ổn định và bền vững của công trình trong quá trình sử dụng.

Giám sát công tác đo đạc trong thi công xây dng cần xác

định:

- Đo những gi?

- Đo nh thế nào?

- Đo đạt yêu cầu cha?

1 Khảo sát địa hình cung cấp cho thiết kế:

biểu diễn

TS Vũ Thặng Bộ môn Trắc địa Trờng ĐHXD

5.2009 -

- Đo vẽ hoàn công, nghiệm thu.

I hệ qui chiếu trắc địa

I.1 phơng thẳng đứng, nằm ngang

Phơng thẳng đứng song song với phơng của lực hút trái

đất, song song với đờng dây dọi.

biểu diễn

địa hình Theo tỉ lệ qui ớc

Kinh tuyến trục

500k m

Xích

đạo

Kinh tuyến trục

Hệ toạ độ phẳng hai chiều

XOY

Phép chiếu utm – Universal Transverse

Mercator

I.3 hệ tọa độ vn-2000

số 83/2000/qđ-ttg ký ngày 12-7-2000

Tên hệ qui chiếu và hệ toạ độ quốc gia: VN – 2000

Tham số hệ VN-2000:

- Ellipsoid WGS-84 toàn cầu với kích thớc:

a Bán trục lớn a = 6 378 137,8m

563

c Tốc độ góc quay quanh trục  = 7 292 115,0x10

-11rad/s

d Hằng số trọng trờng Trái đất GM = 3 986 005 108 m3s-2

- Điểm gốc tọa độ quốc gia: No0 nằm trong khuôn viên

Viện nghiên cứu địa chính, đờng Hoàng Quốc Việt, Hà

Nội.

- Lới chiếu toạ độ phẳng: Lới chiéu hình trụ ngang đồng

góc UTM quốc tế.

m = 1,10014

Múi 6o K0 = 0,9996 dùng cho bản đồ tỉ lệ: 1: 500 000 đến 1:

25 000

Múi 3o K0 = 0,9999 dùng cho bản đồ tỉ lệ: 1 :10 000 đến 1 : 2000

I.4 hệ độ cao quốc gia hòn dấu

Độ cao so với mặt nớc biển của một điểm là khoảng cách từ

điểm đó đến mặt nớc gốc, đi qua mức nớc biển trung bình ở Hòn Dấu Đồ Sơn

Độ cao so với mặt nớc biển còn gọi là độ cao thờng hay độ cao thuỷ chuẩn.

Độ cao so với mặt nớc biển là độ cao sử dụng trong xây dựng công trình, là cơ sở để xác định chiều nớc chẩy Độ cao này thờng đo theo phơng pháp đo cao hình học (đo thuỷ chuẩn) hoặc đo cao lợng giác Các phơng pháp trên đo dựa trên hớng chuẩn là phơng của trọng lực.

I.5 độ cao trắc địa

Hình 1.5 Hệ độ cao dùng trong Trắc địa

A

B

H

MĐT Bi

MN Mặt

Dị thờng Mặt

Độ cao trắc địa của một điểm là khoảng cách từ điểm

đó đến mặt Trái đất qui ớc đợc chọn là mặt Ellipxoid.

Độ cao trắc địa ngày nay thờng đo bằng công nghệ GPS.

hệ toạ độ cục bộ giả định

Xác định hệ qui chiếu phục vụ xây dựng công trình

Để phục vụ công tác khảo sát, thiết kế, thi công cũng nh quá trình khai thác sử dụng, cần có một hệ qui chiếu thống nhất, áp dụng nhất quán từ đầu cho đến các giai đoạn sau.

Hệ qui chiếu phục vụ xây dựng đợc chia làm hai phần

độc lập nhau, đó là hệ tọa độ vuông góc hai chiều XOY, xác

định vị trí mặt bằng và hệ độ cao, xác định độ cao H của công trình

Thông thờng hệ qui chiếu phục vụ xây dựng công trình

đợc gắn với hệ tọa độ quốc gia Với hệ tọa độ mặt bằng của công trình cần ít nhất một điểm khởi tính, góc định hớng cạnh đầu và một điểm kiểm tra đợc đo nối với hệ tọa độ quốc gia - cần 2 mốc Với hệ độ cao cần ít nhất một điểm khởi tính và một điểm kiểm tra đợc gắn với hệ độ cao quốc gia – cần 1 mốc.

Đối với các công trình xây dựng độc lập hoặc công trình

đợc xây dựng trong bờ rào khuôn viên đã đợc xác định có thể dùng hệ tọa độ cục bộ giả định Trong trờng hợp này, hệ tọa

độ cục bộ giả đinh phải đợc thống nhất sử dụng từ giai đoạn khảo sát ban đầu cho đến các giai đoạn cuối của qua trình xây dựng công trình.

Ngày nay thờng sử dụng toàn đạc điện tử (TĐĐT), là dụng

cụ trắc địa có độ chính xác cao vào công việc khảo sát và bố trí công trình

Sai số đo góc của TĐĐT

m = 1” – 5”,

sai số đo cạnh

S b

a

mS  10 6.

Trong đó a = 1 – 5mm

b = (1 – 5)ppm = (1 –5).10-6S

Đối với các công trình phân bố trên diện tích lớn, nh đờng

bộ, đờng sắt, cầu lớn, công trình thuỷ lợi, công trình thủy

điện cần phải chọn múi chiếu với góc là 3o hay 1,5o trong phép chiếu Gauss, hay phép chiếu UTM và chọn đờng kinh tuyến giữa sao cho phù hợp để đảm bảo độ biến dạng cho phép Trên thực tế đã có những công trình chọn đờng kinh tuyến trục và góc của múi chiếu không phù hợp, dẫn đến độ biến dạng của nhiều khu vực trên công trình là quá lớn, không đảm bảo cho công tác bố trí công trình ra ngoài thực địa.

Các công trình đặc biệt dọc tuyến nh cầu, hầm khi xây dựng các điểm trong lới khống chế quốc gia chỉ là điểm khởi tính Trên cơ sở các điểm khởi tính này để xây dựng hệ toạ

độ chuyên dụng cho công trình.

II dung sai trong xây dựng

II.1 Hiện trạng bản đồ địa hình việt nam

a Elípxôit thực dụng:

Hệ quy chiếu của bản đồ đợc đặc trng bởi hình elipxôid và hệthống tọa độ trắc địa quốc gia đã sử dụng để thành lập bản đồ

Bề mặt trái đất rất phức tạp về mặt hình học, không thể biểu thị

nó bởi một quy luật toán học Trong trắc địa ngời ta thay thế bằng mặtgeôid Mặt geôid là mặt nớc biển yên tĩnh trải rộng khắp mọi nơi, bềmặt đó luôn vuông góc với lới trọng lực Sự phân bố không đồng đềucủa vật chất cấu tạo trái đất, bề mặt geôid cũng không đơn giản vềmặt hình học Trong thực tế ngời ta lấy mặt elipxôid tròn xoay làm môhình toán học thay cho mặt geôid Các yếu tố địa lí trên bề mặt trái

đất đợc chiếu lên mặt elipxôid này

Elipxôid trái đất về khối lợng bằng geôid, tâm của nó trùng với trọngtâm của trái đất, còn tổng bình phơng chênh lệch giữa các điểm trênelipxôid so với trên geôid theo chiều thẳng đứng phải nhỏ nhất

Kích thớc và dạng của elipxôid đợc xác định bằng giá trị các phần

tử của nó là: bán trục lớn là a, bán trục nhỏ là b Ngoài ra ngời ta cần xác

- Tâm sai thứ nhất:

2

2 2

a

b a

- Tâm sai thứ hai:

2

2 2

'

b

b a

Kích thớc của ellipsoid trái đất đợc tính theo tài liệu đo trắc địa,thiên văn và trọng lực Các đại lợng a, b và  đợc nhiều tác giả xác địnhbằng nhiều lần và các kết quả không trùng nhau, nhng ngày càng chínhxác hơn(do không thể tiến hành đo đạc trên toàn bề mặt trái đất)

Xác định kích thớc ellipsoid trái đất là một khía cạnh của việc thiếtlập hệ quy chiếu, khía cạnh thứ hai là việc định vị ellipsoid vào lãnh thổcần thành lập bản đồ Một cách tơng đối và có thể hiểu việc định vịellipsoid trái đất tơng đơng với việc xác định hệ thống tọa độ và độcao quốc gia cho toàn lãnh thổ xuất phát từ một điểm gốc tọa độ và độcao Mỗi nớc đều có một điểm gốc quốc gia về tọa độ và độ cao đợc lựachọn sao cho tổng bình phơng độ lệch về tọa độ và độ cao giữaellipsoid và geôid là nhỏ nhất Vì vậy, hệ thống tọa độ và độ cao cũng

có sự khác biệt khi lựa chọn ở những giai đoạn khác nhau trên những cơ

sở đo đạc khác nhau

Trong thời gian Pháp thuộc, sở địa d Đông Dơng đã lựa chọnellipsoid Clák 1880 và gốc tọa độ theo điểm thiên văn tại cột cờ Hà Nội,gốc độ cao tại đảo Hòn Dấu

ở miền Nam Việt Nam trớc năm 1975 ngời Mỹ đã chọn ellipsoidEveret và điểm gốc tọa độ theo hệ thống ấn Độ (Indian Datum) và điểmgốc độ cao tại Mũi Nai

Tại miền Bắc nớc ta vào năm 1959, Trung Quốc đã giúp ta xây dựng

hệ thống tọa độ và độ cao quốc gia Ellipsoid đợc chọn là Kraxopski và

điểm gốc tọa độ đợc tính lan truyền từ Trung Quốc sang Có ngời nói hệ thống tọa độ của Trung Quốc cũng đợc lan truyền từ hệ thống của Liên Xôsang theo điểm gốc tại Punkovo Điểm gốc độ cao vẫn giữ lại Hòn dấu nh ngời Pháp đã chọn trớc đây

Nh vậy, cho đến nay ở nớc ta có ba hệ thống tọa độ trắc địa(kinh-vĩ độ) khác nhau: Hệ thống tọa độ của Pháp do Nha địa d Đông d-

ơng xác định, hệ thống tọa độ của Mỹ do cục Bản đồ quân đội Mỹ xác

định, hệ thống tọa Hà Nội-72 do các chuyên gia Trung Quốc xác định Sựsai khác của ba hệ thống tọa độ này cũng rất đáng kể

b Biến dạng của lới chiếu bản đồ.

Để thuận tiện cho sử dụng ngời ta phải nghiên cứu cách thể hiệnmặt trái đất lên trên mặt phẳng của bản đồ Môn toán bản đồ nghiêncứu mối quan hệ của mặt cong trái đất với mặt phẳng bản đồ, tìmcông thức để biểu diễn lới kinh-vĩ tuyến và xác định biến dạng của lới

đó Công thức biểu diễn lới kinh-vĩ tuyến đợc gọi là lới chiếu bản đồ và là

cơ sở để biểu diễn toàn bộ nội dung bản đồ Nếu biểu diễn tất cả các ôkinh-vĩ tuyến lên mặt phẳng bản đồ theo một cách nào đó thì sẽ thờngxảy ra 3 loại biến dạng chiếu hình nh sau:

- Biến dạng về chiều dài: Độ dài các đờng kinh, vĩ tuyến không

giữ đợc độ dài ban đầu của nó trên quả đất, mà bị giãn ra hoặc co lại.Tại một điểm giao bất kì của đờng kinh, vĩ tuyến theo một hớng nào đó

sẽ chứa một tỉ lệ biến dạng về chiều dài đợc kí hiệu là m

- Biến dạng về góc: Tại một điểm nào đó trên bản đồ các đờng

kinh, vĩ tuyến không giao nhau thẳng góc, tức là các góc trên ban đồ đã

bị biến dạng Sai lệch này đợc gọi là biến dạng góc, kí hiệu 

- Biến dạng về diện tích: Diện tích của các ô kinh, vĩ tuyến trên

bản đồ có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn, không giữ nguyên đợc diện tích

nh trên mô hình quả đất Nh vậy, tại mỗi điểm trên bản đồ có một tỉ lệbiến dạng về diện tích đợc kí hiệu là p

Các loại biến dạng nói trên thực tế luôn tồn tại trên bản đồ và khôngthể triệt tiêu hoàn toàn đợc Tuy thế môn toán bản đồ có thể điềuchỉnh các biến dạng đó sao cho có lợi nhất cho bản đồ, đề ra cho phạm

vi bản đồ có đại lợng biến dạng ít nhất, hoặc chỉ chứa loại biến dạng chophép theo yêu cầu thiết kế của bản đồ

c Lới chiếu bản đồ thực dụng.

Có 2 cách phân loại lới chiếu bản đồ:

- Theo loại biến dạng chiếu hình

- Theo phơng pháp chiếu hình

Theo loại biến dạng hình chiếu bản đồ đợc chia làm 3 loại nh sau:

+ Lới chiếu giữ góc: Lới chiếu giữ góc là lới chiếu không có sai số

biến dạng về góc Tại mọi điểm trên bản đồ, tỉ lệ biến dạng chiều dàitheo kinh tuyến và vĩ tuyến bằng nhau (mY = mR ), nên biến dạng góc  =

0 Các đờng kinh, vĩ tuyến trên bản đồ luôn giữ đợc đặc điểm giaonhau vuông góc nh các đờng kinh vĩ tuyến trên mô hình elipxôid Với loạilới chiếu này tỉ lệ biến dạng về diện tích p tăng nhanh

+ Lới chiếu giữ diện tích: Lới chiếu giữ diện tích là lới chiếu

không có biến dạng về diện tích Tại mọi điểm trên bản đồ tỷ lệ biếndạng về diện tích p = 1 Diện tích các ô kinh, vĩ tuyến trên bản đồ luônbằng diện tích các ô kinh, vĩ tuyến trên elipxôid Nhợc điểm của lới chiếunày là biến dạng góc tăng nhanh

+ Lới chiếu giữ chiều dài: Lới chiếu giữ chiều dài là lới chiếu có m

= 1 theo những phơng nhất định Lới chiếu này là lới chiếu trung giancủa lới chiếu giữ góc và lới chiếu giữ diện tích Trên bản đồ tồn tại cả biếndạng về góc và diện tích nhng tỉ lệ biến dạng chiều dài theo những ph-

ơng nào đó trên bản đồ giữ nguyên nh trên elipxôid Nếu nh tỉ lệ chiềudài bằng một hằng số khác 1 gọi là có lới chiếu giữ đều khoảng cách Đặc

điểm của lới chiếu này là có tỉ lệ biến dạng diện tích và số biến dạnggóc tăng chậm

Theo phơng pháp chiếu hình Lới chiếu bản đồ đợc chia thành 3loại nh sau:

+ Lới chiếu phơng vị: Lới chiếu phơng vị là lới chiếu thu đợc khi

chiếu trực tiếp elipxôid lên một mặt phẳng

Nếu nh mặt phẳng tiếp xúc ở cực trái đất, lới chiếu có đặc điểmsau:

- Kinh tuyến là chùm các đờng thẳng giao nhau ở điểm cực, vĩtuyến là các đờng tròn có tâm là cực trái đất

- Tại điểm tiếp xúc không có biến dạng chiếu hình, biến dạngchiếu hình tăng dần, tỉ lệ với khoảng cách tới điểm tiếp xúc

Lới chiếu này phù hợp để thiết kế bản đồ vùng cực địa cầu

+ Lới chiếu hình nón: Lới chiếu hình nón là lới chiếu mặt elipxôid

lên một mặt hình nón Khi mặt hình nón tiếp xúc với mặt elipxôid theomột vĩ tuyến hoặc khi cắt elipxôid theo hai vĩ tuyến thì lới chiếu có các

l Lới chiếu này phù hợp cho thiết kế bản đồ khu vực vĩ độ trungbình, lãnh thổ có hình thể dọc theo hớng vĩ tuyến

+ Lới chiếu hình trụ: Lới chiếu hình trụ là lới chiếu trong đó

elipxôid đợc chiếu lên bề mặt hình trụ Khi mặt hình trụ tiếp xúc tạimặt hình elipxôid hoặc mặt hình trụ đợc cắt theo hai vĩ tuyến thì lớichiếu sẽ có những đặc điểm sau:

- Kinh tuyến là đờng thẳng song song thẳng đứng, vĩ tuyến lànhững đờng song song nằm vuông góc với các đờng kinh tuyến

- Dọc theo xích đạo hoặc theo hai vĩ tuyến cắt không có biếndạng chiếu hình Biến dạng chiếu hình tăng nhanh về hai cực, từ xích

đạo hoặc từ hai vĩ tuyến cắt và giảm về bên trong của hai vĩ tuyếncắt

Lới chiếu này giữ phơng vị không đổi nên thờng sử dụng cho hệthống bản đồ hàng không và hàng hải

Ngoài ra toán bản đồ còn tìm mọi cách ứng dụng linh hoạt các

ph-ơng pháp chiếu hình cơ bản bằng cách thay đổi vị trí tiếp xúc của cácmặt chiếu hình hay mặt cắt qua khu vực chiếu hình để có thêm cácdạng lới chiếu ngang, nghiêng và lới chiếu cắt của các loại lới chiếu cơ bảntrên

Các công thức chiếu hình có thể đợc cải tiến cho phù hợp với một sốmục tiêu khác

có lợi cho thể hiện bản đồ nên có thêm các dạng lới chiếu hình nh lớichiếu hình phơng vị giả, lới chiếu hình nón giả

Mỗi nớc đều lựa chọn một loại lới chiếu hình để thành lập hệ thốngbản đồ nền cơ bản Ngoài ra còn có thể sử dụng một số lới chiếu hìnhkhác để thành lập bản đồ cho mục đích chuyên dụng

Trong thời kì trớc năm 1954, ngời Pháp đã sử dụng lới chiếu hìnhnón giả giữ diện tích Bonee để thành lập hệ thống bản đồ địa hìnhcơ bản và địa chính.

Từ năm 1954 đến 1975 ở miền Nam nớc ta ngời Mỹ đã sử dụng lớichiếu hình trục ngang Mercatro UTM giữ góc để thành lập hệ thống bản

đồ địa hình cơ bản tỉ lệ 1 / 50 000 cũng nh bản đồ địa chính

Từ sau năm 1954 tới năm 2000 chúng ta đã sử dụng hình chiếuthống nhất trong toàn phe xã hội chủ nghĩa để thành lập bản đồ địahình là lới chiếu trụ ngang Gauss giữ góc

Từ năm 2000 đến nay Việt nam sử dụng lới chiếu UTM với kích thớcElipxôit WGS 84

Ngoài các loại lới chiếu hình trên, các hải đồ của Việt Nam đợc hìnhthành theo lới chiếu hình trụ đứng Mercator giữ góc và giữ góc phơngvị

d Hệ thống bản đồ địa hình Việt Nam

- Hệ thống bản đồ do Pháp thành lập

Hệ thông bản đồ do Pháp thành lập (Nha địa d đông dơng) thành

lập dựa trên ellipsoid Clark - 1880 ( a = 6 378 249m, f = 1/293,5 ), định

vị tại điểm gốc tọa độ tại cột cờ Hà Nội và điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu

Lới chiếu hình bản đồ là lới chiếu nón giả Bonne giữ diện tích, kinhtuyến giữa không biến dạng chiều dài Nhợc điểm của lới chiếu này là cósai số biến dạng góc và sai số tỉ lệ chièu dài tơng đối lớn Ví dụ nh vùng

Phan Rang nếu đo 1km chiều dài theo một hớng nào đó trên bản đồ thì

có thể dài hơn thực địa +2,5m, Nhng nếu do theo một hớng khác thì có thể ngắn hơn thực địa -2,5m Tức là nếu đo một chiều dài 2km có thể

đây

- Hệ thống bản đồ do quân đội Mỹ thành lập

Sau năm 1954 quân đội Mỹ thành lập trên toàn bộ Đông Dơng vàThái Lan Hệ thống bản đồ địa hình 1/50 000 phủ chùm Hệ thống bản

đồ này dựa trên cơ xở ellipsoid Everest ( a = 6 377 276m, f =

1/300.8 ), định vị tại điểm gốc ấn Độ ( Indian Datum ), chiều hình theolới chiếu trục ngang UTM với múi chiếu 60 Lới chiếu hình UTM có dạnggiống nh lới chiếu trục ngang Gauss và đợc gọi tên chung là lới chiếu trụngang Mercator giữ góc Lới chiếu Gauss có tỉ lệ biến dạng chiều dài trênkinh tuyến giữa m0 = 1, lới chiếu MTU có tỉ lệ m0 = 0,9996 với múi 60, m0

= 0,9999 với múi 30

ở Việt Nam hiện nay ngời ta vẫn sử dụng cả hai loại bản đồ: bản đồchính quy của ta và bản đồ UTM do quân đội Mỹ thành lập Hai hệ

thống bản đồ này sai khác nhau về hệ tọa độ, kích thớc elipxôid và lớichiếu.

Từ đó khiến cho kích thớc mảnh bản đồ UMT nhỏ hon kích thớcmảnh bản đồ Gauss Tỉ lệ nhỏ hơn này sấp sỉ 0,9995 lần hay sấp sỉ0,05% trong đó 0,04% do sự khác nhau về hằng số m0, 0,01% là do sựkhác nhau về thể ellipsoid

Nếu lấy sai số chiều dài làm tiêu chuẩn so sánh bản đồ địa hình,

ta sẽ thấy bản đồ UTM múi 60 ở khu vực Việt Nam có biến dạng nhỏ hơn lớichiếu Gauss Đối với khu vực Việt Nam và bán đảo Đông Dơng sai số chiềudài biên múi 60 lới chiếu UTM là +0,008%, lới chiếu Gauss là +0,013%

Nhiều vùng lãnh thổ của chúng ta cha có bản đồ chính quy theo hệthống Nhà nớc nên một khối lợng lớn bản đồ UTM do quân đội Mỹ thànhlập đợc hiệu chỉnh thành bản đồ chính quy Phơng pháp hiệu chỉnh làgiữ nguyên địa hình, thay đổi địa vật bằng ảnh hàng không vũ trụhoặc do dã ngoại, t liệu hiệu chỉnh đa lên hệ tọa độ Nhà nớc, ellipsoidKraxôpski và lới chiếu Gauss Mặc dù vậy một số khu vực vẫn cha kịp hiệuchỉnh nên phải sử dụng trực tiếp hệ thống bản đồ UTM

- Hệ thống bản đồ địa hình chính qui của Việt Nam

Hệ thống bản đồ địa hình của Việt Nam đợc thực hiện trên tỉ lệ

II.2 Độ chính xác của bản đồ địa hình

a Độ chính xác của điểm và đoạn thẳng trên bản đồ

Độ chính xác của điểm trên bản đồ phụ thuộc vào qui trình đo vẽbản đồ Nó là tổng hợp của các nguồn sai số:

1 Sai số xây dựng lới khống chế mT

2 Sai số lới đo vẽ mK

3 Sai số đo điểm chi tiết mC

4 Sai số vẽ điểm khống chế

5 Sai số vẽ điểm chi tiết

6 Sai số can

7 Sai số in

Nếu các sai số trên đều nhỏ hơn sai số đọc của mắt ngời 0,1mm,

viết đợc sai số điểm trên bản đồ

MĐ = 0,1 7   0,28mmSai số đo đoạn thẳng

0,28

0,561,40

2,80

7,00

0,070,20

0,38

0,781,96

3,80

9,80

0,110,28

0,56

1,122,80

5,60

14,00

0,140,40

0,76

1,563,92

V - độ dốc trung bình khu vực đo vẽ;

a – hệ số biểu thị độ chính xác đờng đồng mức, gồm:

- Sai số mốc độ cao

- Sai số đo cao chi tiết

- Sai số kháI quát hoá địa hình

b – hệ số thể hiện độ dịch chuyển của đờng đồng mức, gồm:

- Sai số vị trí điểm mốc trên giấy

- Sai số nội suy đờng đồng mức

- Sai số vẽ đờng đồng mức

Hệ số a và b theo qui phạm cho bản đồ 1 : 2000 là a = 0,1m b =

0,5

Khoảng cao đều cơ bản của đờng đồng mức

Tỉ lệ bản đồ Khoảng cao đều cơ

bản Sai số cho phépđờng đồng

0,25m

0,51,02,0

0,2m

0,3 - 0,4 0,7 - 1,0 1,7 - 2,0

c Xác định tỉ lệ bản đồ và khoảng cao đều cơ bản cần thiết khi

đo vẽ địa hình

mC là sai số biểu diễn điểm chi tiết C

mm M

3,01



mh là sai số biểu diễn độ cao cho phép

mh = 0,25.hKhoảng cao đều tính theo công thức

1000

M tgV K

h 

Thay vào côngt hức trên, đợc

1000

25,

0 K M tgV

Từ đó suy ra số tỉ lệ bản đồ cần thiết

tgV K

25,0

1000

M’ =

mm

m

3,0

6,0 = 2000

- Tính theo sai số biểu diễn đờng đồng mức M” =2400

Chọn tỉ lệ bản đồ phục vụ thiết kế :

Các điểm chi tiết trên bản đồ đợc thể hiện với độ chính xác

t = 0,2mm  0,4mm

Khi thiết kế cần xác định các địa vật trên bản đồ có độ chínhxác tơng đơng ở ngoài thực địa là T phải chọn bản đồ có tỉ lệ tơngứng

t : T = 1: M Trong đó t là độ chính xác điểm trên bản đồ

T - là độ chính xác của điểm ngoài thực

Các điểm địa vật thể hiện trên bản đồ phải có khoảng cách S

>1mm Không thể hiện các điểm ở các khoảng nhỏ hơn 1mm trên bản

đồ Vì vậy từ khoảng cách các điểm địa vật cần thể hiện mà chọn tỉ

lệ bản đồ cho tơng ứng :

Khoảng cách địa vật S 0,5 m 1,0 m 2,0 m 5,0 m

Tỉ lệ bản đồ 1 : M 1: 500 1: 10001: 2000 1:5000

Trên thực tế khi thiết kế công trình thờng chọn bản đồ ở các tỉ

lệ sau :

- Bản đồ 1: 10 000 với khoảng cao đều cơ bản của đờng đồng

mức h = 1 - 2m cho khu vực đồng bằng hoặc h = 5m cho khu vực đồi núi

để thiết kế qui hoạch tổng thể các công trình xây dựng dân dụng

- Bản dồ 1: 5 000 với khoảng cao đều cơ bản của đờng đồng mức h

= 1m cho khu vực đồng bằng và h = 2m cho khu vực đồi núi để lập

thiết kế các khu công nghiệp

- Bản đồ 1:2 000 với khoảng cao đều cơ bản h = 1ữ0,5m để lập

thiết kế các loại công trình ngầm

- Bản đồ 1: 5 00 với khoảng cao đều cơ bản h = 0,5m để lập các

bản vẽ thi công khu vực xây dựng dân dụng và công nghiệp có mật độxây dựng dày đặc

II.3 dung sai trắc địa trong xây dựng

Một số khái niệm về đánh giá độ chính xác đo đạc

- Sai trung phơng một lần đo Đây là tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác của công tác đo đạc đã tiến hành

Công thức của Gauss  = e e n e n

2 2

2 2

1   

Công thức Bessel  = 22 1 2

2 1

- Sai số của giá trị trung bình x = n nó đặc

tr-ng độ chính xác của kết quả đo

- Sai số của hàm các đại lợng đo trực tiếp y = f(t1, t2,

….tn)

trong đó ti là các đại lợng đo trực tiếp có các sai số trung phơng tơng ứng là i sẽ là:

2 2

2 2

2

2 1 2

f t

Dungsaixay2 dựng 2Trắcdịa 2Thicông Biếnd2 ạng

- Dung sai xây dựng phụ thuộc vật liệu xây dựng, kết cấu và phơng pháp thi công của công trình, dung sai

đó đợc xác định trong qui phạm.

- Dung sai trắc địa đợc xác định theo nguyên tắc

đồng ảnh hởng hoặc tối u hoá kinh tế

Trong qui phạm Việt Nam và một số nớc xác định dung sai trắc

địa dựa vào ba yếu tố:

1 Dung sai bố trí trục mặt bằng MB

2 Dung sai chuyển trục lên tầng theo phơng thẳng đứng

TĐ

3 Dung sai xác định độ cao H.

Các dung sai đợc tính nh sau:

Ví dụ công trình lắp ghép k =1, công trình bê tông cốt thép đổ tại chỗ K = 2.

Để đảm bảo dung sai trắc địa, cần phải bố trí các điểm chính xác gấp 3 lần dung sai trắc địa cho phép, để ảnh h- ởng của chúng là không đáng kể (<11%).

Ví dụ:

Độ chính xác giữa hai điểm trên công trình

mm S K

1 Tiªu chuÈn viÖt nam TCVN 4419 : 1987

Kh¶o s¸t cho x©y dùng – Nguyªn t¾c c¬ b¶n

Tiêu chuẩn kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS

và công nghiệp bằng phơng pháp đo cao hình học

7 tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDvn

trắc địa

9 tiêu chuẩn ngành 96 TCn 43-90 : 1990

Qui phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỉ lệ 1/500, 1/1000,

1/2000, 1/5000 phần ngoài trời

10 tiêu chuẩn ngành 96 TCn 42-90 : 1990

Qui phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỉ lệ 1/500, 1/1000,

Qui phạm đo kênh và xác định tim công trình trên

kênh

III thiết bị trắc địa hiện đại

III.1. Máy đo khoảng cách cầm tay

Thớc thép

Mini meter MM30-MM30R SOKKIA

Distance measurement by laser beam

Khoảng cách đo 30m / 100m Sai số đo mS = ± 3mm

Máy đo khoảng cách cầm tay khoảng cách tới 200m sao

sô 3mm /100m

III.2 máy toàn đạc điện tử

Nội dung cụng tỏc trắc địa trong giai đoạn xõy dựng cụng trỡnh là xỏc định cỏc điểm, cỏc đường trục nằm ngang, đường trục thẳng đứng, đường trục song song, xỏc định cỏc mặt phẳng nằm ngang, mặt phẳng thẳng đứng, mặt phẳng nghiờng… Cỏc yếu tố này được xỏc định bằng cỏc dụng cụ truyền thống như thước thộp, mỏy kinh vĩ, mỏy thuỷ bỡnh … Ngày nay với sự tiến bộ nhanh chúng của khoa học kỹ thuật, nhiều thiết bị mới, ứng dụng cỏc cụng nghệ hiện đại cho chỳng ta khả năng tự động hoỏ cụng tỏc trắc địa trong cỏc giai đoạn cụng trỡnh với độ chớnh xỏc cao nh toàn đạc điện tử; ứng dụng của thiết bị laze; cụng nghệ đo GPS và bản đồ số dựng trong trắc địa xõy dựng

ỨNG DỤNG MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ

Mỏy toàn đạc điện tử là dụng cụ trắc địa hiện đại, giỳp chỳng ta đo được cỏc yếu tố cơbản là gúc, cạnh, độ cao, toạ độ mặt bằng Sự kết hợp của mỏy kinh vĩ, mỏy đo khoảng cỏch

đó hỡnh thành loại mỏy toàn đạc điện tử cú khả năng tự động hoỏ cao khi mỏy cú bộ phận nhớ

và bộ phận tự ghi số liệu đo Mỏy toàn đạc điện tử hiện đó cú đến bốn thế hệ:

 Thế hệ thứ nhất: mỏy do người điều khiển, người đo bắt mục tiờu và bấm phớm ghi vào bộ

nhớ của mỏy cỏc số liệu đo

 Thế hệ thứ hai: mỏy cú tớnh tự động cao hơn, người đo chỉ cần hướng ống kớnh tới mục

tiờu là mỏy tự động bắt mục tiờu và tự động ghi số liệu đo vào bộ nhớ

 Thế hệ thứ ba: mỏy toàn đạc điện tử cú khả năng tự động hoỏ rất cao Khi đo chỉ cần

mang gương tới đặt tại cỏc điểm đo, mỏy sẽ tự động bắt mục tiờu, tự động ghi số liệu vào bộnhớ Thế hệ này, mỏy điện tử làm việc theo kiểu người mỏy

 Thế hệ thứ tư: mỏy toàn đạc điện tử khụng gương, khả năng làm việc hoàn toàn tự động.

Mỏy điện tử cú độ chớnh xỏc rất cao Gúc cú thể đo đạt độ chớnh xỏc 0,5”- 7”, cạnh đạt độ

chớnh xỏc 0,5mm+1.10-6S

Hiện ở Việt Nam chúng ta có rất nhiều loại toàn đạc điện tử của các hãng nổi tiếng nhưLeica, Wild, Sokia, Tocon, Nicol, Geotronic …