Giáo trình Cắm biên công trình đào đắp (Nghề Trắc địa công trình - CĐTC)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: CẮM BIÊN CƠNG TRÌNH ĐÀO ĐẮP NGHỀ: TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 20… BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm BÀI 1: TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP THEO LƯỚI Ô VUÔNG Cắm chi tiết lưới ô vuông Thành lập lưới ô vuông xây dựng: Phương pháp trục Trong phương pháp người ta chuyển thực địa với độ xác xác định trước toàn điểm mạng lưới cách đặt các yếu tố thiết kế (góc cạnh) Đầu tiên bố trí thực địa hướng khởi đầu vng góc với nằm khu vực xây dựng (AB⊥ AC) (hình 2.10) Do có sai số bố trí nên hai hướng khơng thật vng góc, để khắc phục ta dùng máy kinh vĩ xác đo lại góc  (góc vng) từ 2- vịng đo Tính trị số chênh lệch so với góc vng điều chỉnh điểm B, C số hiệu chỉnh S B , SC để AB thật vng góc với AC Các số hiệu chỉnh tính theo Hình 1.5 Sơ đồ bố trí lưới vng phương pháp trục cơng thức: S B = AB1   ; SC = AC1 2 2 (2.8) Ở đây:  = 90 −  Các khoảng cách AB1, AC1 lấy tổng bình đồ Cố định điểm B, C thực địa dọc theo hướng AB AC đặt đoạn thẳng chiều dài cạnh lưới Việc định tuyến tiến hành máy kinh vĩ, khoảng cách đo thước thép căng lực kế Kết đo có tính đến số hiệu chỉnh độ dốc địa hình, nhiệt độ kiểm kiểm nghiệm thước Hiện việc đặt khoảng cách tiến hành máy tồn đạc điện tử cho phép tính tốn cách nhanh chóng khoảng cách ngang có tính đến tất số hiệu chỉnh Người ta kết thúc việc bố trí hướng AB, AC điểm cuối F, R, D, E Tại điểm dựng góc vng tiếp tục bố trí hướng điểm theo chu vi lưới Như vậy, ta nhận thực địa tứ giác lưới ô vng xây dựng với cạnh bố trí Sau người ta thay mốc gỗ tạm thời mốc bê tông chắn Tiếp theo hướng điểm tương ứng vịng bản, ta tiến hành bố trí điểm bên lưới Để tính tốn tọa độ cuối điểm lưới xây dựng người ta tiến hành lập lưới khống chế để tính tọa độ điểm lưới ô vuông xây dựng: Lập lưới khống chế hạng IV khu vực xây dựng; sau đặt đường chuyền cấp theo chu vi lưới (đo lại lưới bố trí) dựa vào lưới cấp 1, đặt đường chuyền cấp điểm chêm dày; tính tốn bình sai để tìm tọa độ thực tế điểm bố trí Nếu khu vực xây dựng có diện tích nhỏ việc bố trí đỉnh lưới tiến hành với độ xác cao tọa độ điểm nhận sau bình sai sai khác khơng nhiều so với tọa độ thiết kế Tuy nhiên, thành lập mạng lưới lớn khó tiến hành cơng tác bố trí với độ xác cao việc tính tất số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh khó khăn, phức tạp Do mà tọa độ thực tế điểm khác tương đối nhiều so với tọa độ thiết kế Khi sai khác tọa độ nhỏ, để đưa vị trí tâm mốc vị trí thiết kế, người ta hàn lên đầu mốc thép (10 x 10)cm (20 x 20)cm Theo tọa độ thiết kế tọa độ thực tế ta tính yếu tố quy hoàn để hiệu chỉnh tâm mốc Ưu, nhược điểm phương pháp: * Ưu điểm: Toàn điểm sau bố trí sơ thay mốc bê tông chắn, nên q trình đo đạc tính tốn bình sai, chúng bảo vệ cách tin cậy * Nhược điểm: Do tích lũy sai số nên tọa độ thực tế điểm xa điểm gốc khác nhiều so với tọa độ thiết kế Vì vậy, phương pháp nên áp dụng khu vực nhỏ, địi hỏi độ xác khơng cao, tức sai khác tọa độ nằm phạm vi từ 3- 5cm bỏ qua Trường hợp yêu cầu độ xác cao phải sử dụng tọa độ thực tế điểm lưới Trong phương pháp này, trước nhận tọa độ xác điểm lưới, lập vẽ bố trí cơng trình Hướng dẫn thực hành BỐ TRÍ LƯỚI Ơ VNG TT NƠI DUNG THỰC HIỆN - Thiết bị, dụng cụ, vật tư - Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Bản đồ thiết kế lưới - Đảm bảo đủ số lượng độ xác CHÚ Ý - Máy kinh vĩ, tiêu, thước Độ xác u cầu An tồn vệ sinh lao động Trình tự thực - Bố trí góc m  = 10 - Thước cuộn 50m - Bố trí chiều dài m S = 5cm - Đánh dấu điểm m P = 5cm - Máy kinh vĩ, tiêu, thước - Cọc , đinh, sơn Kiểm tra sản phẩm - Số liệu bố trí - Vị trí điểm trục DỤNG CỤ Chuẩn bị - Vẽ sơ họa YÊU CẦU KỸ THUẬT Vệ sinh - Thiết bị, dụng cụ, vật tư; - Bản vẽ - Thước cuộn 50m - Sai số xác định - Máy kinh vĩ, tiêu, yếu tố bố trí thước - Sai số vị trí điểm - Máy kinh vĩ, tiêu, - Ngăn nắp, gọn thước máy toàn đạc phụ kiện kèm gàng theo An toàn vệ sinh lao động - Thước đo độ, thước mm Cọc , đinh, sơn Câu hỏi ôn tập lý thuyết: Câu 1: Hãy trình bày lập lưới vng phương pháp trục? Câu 2: Hãy trình bày lập lưới ô vuông phương pháp hoàn nguyên? Câu 3: So sánh ưu nhược điểm hai phưng pháp tục hồn ngun thành lập lưới vng? Bài tập thực hành: Bài 1: Lập lưới ô vuông sơ (bằng phương pháp hoàn nguyên) với a = 50m dùng máy kinh vĩ thước cuộn 50m? Bài 2: Lập lưới vng sơ (bằng phương pháp hồn ngun) với a = 50m dùng máy toàn đạc điện tử phụ kiện kèm theo? Phiếu đánh giá kết thực tập: TT Các tiêu chí đánh giá sản phẩm Kết thực hiện/ sai số Thang điểm Thời gian 45 10 Cơng tác an tồn Tốt 10 Thao tác Nhẹ, rứt khoát 10 Yêu cầu kỹ thuật: - Chuẩn bị Đầy đủ, xác 10 - Bố trí góc m   10 20 - Bố trí chiều dài m S  5cm 20 - Đánh dấu vị trí điểm m P  1cm 20 Bằng số: 100 Điểm đánh giá 70 Tổng cộng Đánh giá chung: Đạt: ( Đạt tổng điểm  50 điểm) Không đạt: - Chú ý: Nếu để xảy an toàn, tai nạn cho người làm hư hỏng dụng cụ khơng tính điểm, khơng đánh giá trình luyện tập Đo thủy chuẩn bề mặt 2.1 Vẽ sơ đồ, phương án bố trí đo cao Mạng lưới ô vuông đồng thời sở khống chế độ cao để bố trí đo vẽ hồn cơng cơng trình Để thoả mãn yêu cầu này, sai số trung phương tương hỗ độ cao điểm lân cận mạng lưới nhỏ 2- 3mm Độ xác đảm bảo thuỷ chuẩn hạng IV Đối với khu vực lớn, để đảm bảo độ xác khống chế độ cao, đường thuỷ chuẩn hạng III thường đặt dọc theo chu vi lưới, dùng vòng thuỷ chuẩn hạng III để chia khu vực thành mảng, sau chêm dày đường thuỷ chuẩn hạng IV (phát triển theo hướng cạnh ngắn lưới) Chiều dài cho phép đường thuỷ chuẩn tính tốn xuất phát từ u cầu độ xác cơng tác bố trí đây: Có thể tiến hành đo thủy chuẩn đỉnh ô vuông lưới theo cách sau Đặt máy thủy chuẩn tâm ô vuông trạm máy đo ngắm tới điểm ô vuông 2.2 Đo chênh cao j Ví dụ hình (2.1), đặt máy trạm J1 đọc số đọc trên: 1, 2, 3, xác định chênh cao 1- 2- đường thuỷ chuẩn hạng IV song song kề Tại trạm J2 xác định chênh cao 3- 5, 46… j2 j3 Khi tiến hành đo thuỷ chuẩn số trạm máy giảm lần, tốc độ Hình 2.1 Đo độ cao lưới tăng nhanh gấp rưỡi cho phép phát vng nhanh chóng vị trí có sai sót theo sai số khép độ chênh cao vịng khép kín Điều cần lưu ý trình tự đo ngắm ghi sổ thủy chuẩn trạm máy Độ cao điểm lưới ô vuông xây dựng thiết phải đo nối với mốc thuỷ chuẩn Nhà nước Tuy lưới độ cao xây dựng bình sai lưới tự với độ cao mốc giả định đó, đo nối cần tiến hành với hai điểm có độ cao hệ thống Nhà nước nhằm kiểm tra việc đo nối 2.3 Tính độ cao điểm lưới vng SỔ ĐO THỦY CHUẨN Ơ VNG Trạm máy (1) Điểm đặt mia (2) HA Số đọc Mia sau (4) Mia trước (5) 1435 2517 Chênh cao điểm liên hệ Độ cao Độ cao tia điểm ngắm mia (6) (7) (8) -1081 21.464 20.234 1320 20.144 1450 20.014 1570 19.894 1450 20.014 2130 19.334 1230 2310 19.153 -1082 -1080 HB Ghi Tính diện tích đào, đắp - Tính độ cao thi công: htc = htt − htk Nếu htc 0, vị trí cần đào - Tính độ cao trung bình ô vông đào, đắp: hTB = - Tính diện tích đào, đắp theo hình học h1 + h2 + + hn n (9) Xác định đường không đào, không đắp Đường không đào không đắp đường lập hợp điểm có độ cao thi công không Cách xác định điểm không đào, không đắp: Theo hình (3.1), đường 3- đường thiết kế hay gọi đường đỏ, thiết kế mặt cắt theo độ dốc i = tgv cho Nếu biết độ cao điểm H3 tìm độ cao điểm theo cơng thức: H4 = H3 + Stgv = H3 + S.i Hiệu số độ cao đường đỏ đường đen (đường thực tế) gọi độ a cao thi công (a, b) Giao điểm đường đen đường đỏ (điểm M) gọi điểm không đào không đắp Muốn tính độ cao điểm M, ta phải tính khoảng cách nằm ngang x hay S-x Khoảng cách nằm ngang từ điểm M đến điểm là: M S-x S (2.1) Chuyển đường không đào - không đắp thực địa Dùng thước bố trí khoảng cách x thực địa Tính tổng khối lượng đào, đắp - Tính khối lượng đào : Vđào= Sđào.hđào - Tính khối lượng đắp : Vđắp= Sđắp.hđắp - Tính tổng khối lượng đào : Vđào= Vđào1+ Vđào2+…+ Vđàon - Tính tổng khối lượng đắp :  x Hình 3.1 Tính độ cao điểm khơng đào khơng đắp b x b = x= S S− x a a+b  K b Vđắp= Vđắp1+ Vđắp2+…+ Vđắpn h BÀI TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP THEO MẶT CẮT Xác định vị trí bố trí mặt cắt ngang chỗ đắp 1.1 Với khu vực đồng Khi bố trí mặt cắt ngang chỗ đắp (hình 3.2), cần bố trí thực địa vị trí điểm trục O’, hình chiếu A’, A1’ mép chân đắp B, C1 Khi góc dốc ngang thực địa khơng q 3- 4o lấy: O' A1' = O' A' = B A’B = A1’C = h.m Trong đó: B chiều rộng thiết kế đường Hình 3.2 Bớ trí mặt cắt ngang ở chỗ đắp khu vực đồng bằng H độ cao đắp 1: m độ nghiêng mái dốc: Tức tỉ số độ cao đắp h với khoảng cách nằm ngang mái dốc A1’C1’ Vậy khoảng cách từ trục (tim) đến chân đắp O’B= O’C1 là: l = l1 = l2 = B + hm (3.59) Như vậy, bố trí mặt cắt ngang chỗ phẳng, người ta đo từ trục hai bên khoảng cách B/2 để đánh dấu mép đường khoảng cách l =B/2 + hm để ghi lại chân mái dốc Từ chân đó, người ta đo độ rộng thềm BC chỗ dự trữ CDEF Tất điểm phải chôn cọc ghi tên điểm 1.2 Với vùng núi Khi vùng núi, địa hình có độ dốc ngang lớn, việc bố trí chỗ đắp có phức tạp Từ hình (3.3), thấy độ nghiêng thực địa mà khoảng cách từ trục O’ đến chân đắp B C1 khác Vị trí điểm B C1 tìm nhanh chóng dễ dàng ta đo theo địa hình nghiêng khoảng cách O’B O’C1 a Tính yếu tố bố trí Kí hiệu góc nghiêng ngang thực địa  , cịn góc nghiêng mái dốc đắp  (tg  = 1/m) + Từ O' C1 ' C1 ta có : O' C1 O' C1 ' sin  =  O' C1 = l1 = O' C1 ' sin ( +  ) sin  sin ( +  ) Mà O' C1 ' = B + hm Vậy, ta có cơng thức xác định khoảng cách từ trục đến chân phía trên:  sin  B O' C1 = l1 =  + hm   sin ( +  ) 2 (3.60) + Từ O' C' C có : O' C' O' C O' C  O' C = = sin  sin ( −  ) sin  sin ( −  ) Mà O' C' = (3.61) B + hm Vậy k hoảng cách từ trục đến chỗ chân phía xác định:  sin  B O' C = l =  + hm   sin ( −  ) 2 (3.62) Ta có: O' A' = O' A1 ' Xét: O' A' J : cos  = Mà: O'J = O' J O' J  O' A' = cos  OA' B B  O ' A' = 2 cos  (3.63) Hình 3.3 Bố trí mặt cắt ngang ở chỗ đào khu vực vùng núi b Cách bố trí - Trên địa hình nghiêng, đo từ điểm trục mặt cắt ngang lên phía khoảng cách l1, phía đoạn l2, ta tìm điểm chân đắp thực địa - Để tìm thực địa địa hình nghiêng, hình chiếu A’ A 1’ mép ta cần đo từ O’ theo mặt đất từ phía khoảng cách B/2cos  ta bố trí A1’ A’ Xác định vị trí bố trí mặt cắt ngang chỗ đào Trên mặt cắt ngang chỗ đào, tính tốn để xác định giới hạn đào thực tương tự tính tốn mặt cắt ngang chỗ đắp Muốn bố trí mặt cắt ngang chỗ phải đào, mặt đất ta phải đánh dấu điểm trục O’ tuyến đường, điểm A’, A 1’ mép chỗ đào B, B1, tức giai đoạn đầu, đất hình thành sơ mặt cắt ngang chỗ đào có dạng hình thang BAA1B1 2.1 Với địa hình phẳng a.Tính yếu tố bố trí: (hình 3.4) Tương tự tính yếu tố mặt cắt ngang chỗ đắp ta có: + O' A' = O' A1' = B +D (3.64) + O' B = O' B1 = B + D + hm (3.65) Hình 3.4 Bố trí mặt cắt ngang ở chỗ đào khu vực đờng bằng D độ rộng rãnh phía b Cách bố trí: Ngồi thực địa, từ điểm trục mặt cắt ngang O’ đo bên đoạn B/2 + D tìm A’, A1’ Từ A’ A1’ đo bên đoạn h.m B B1 2.2 Với địa hình dốc a Tính yếu tố bố trí: (hình 3.5)  sin  B O' B' = l1  + D + hm   sin ( +  ) 2 (3.66)  sin  B O' B1 = l =  + D + hm   sin ( −  ) 2 (3.67) O ' A ' = O ' A1' = l3 = D+ B cos  (3.68) Hình 3.5 Bớ trí mặt cắt ngang ở chỡ đào khu vực vùng núi b Cách bố trí: Từ trục O’ ngồi thực địa đo phía đoạn l1 xác định B, đo lên phía đoạn l2 điểm 1, đo sang phía đoạn l3 điểm A’ A1’ c Cách đào đắp Hình 3.6 Cách đào đắp Để dễ dàng cho việc đào đắp đất điểm B B1 cắm mép 10 đào, người ta đặt cọc khuôn cho tọa độ nghiêng mái dốc (hình 3.6) Khi đào đất giới người ta lại cắm điểm trục rõ độ sâu lại chỗ đào Tương tự vậy, người ta tiến hành cắm cơng trình rãnh thoát nước tuyến đường Khi chỗ đào hồn thành cịn 10- 20cm xuống đến độ cao thiết kế, để tu sửa cho người ta đánh dấu điểm xác định vị trí rãnh, lịng đường lề đường (hoặc hình lăng trụ đường sắt) dùng máy thuỷ chuẩn để đặt điểm vào độ cao Tính khối lượng đào đắp tuyến đường Dựa vào số liệu đo đạc vẽ mặt cắt dọc ngang tuyến đường độ cao thiết kế tuyến ta tính khối lượng đào đắp tuyến đường Hình 3.7 Tính khối lượng mặt cắt ngang Tính khối lượng mặt cắt C6- C7 (hình 3.25): w C −C = S6 + S7 SC − C (3.12) Trong S6, S7 diện tích mặt cắt C6, C7 (của đường thiết kế đường thực tế) xác định sau: S6 = s6.1 + s6.2 + s6.3 + s6.4 + s6.5 S7 = s7.1 + s7.2 + s7.3 + s7.4 + s7.5 Trong s6.1, s6.2, , s7.1, s7.2 diện tích cặp điểm liền kề đường thiết kế đường thực tế, xác định sau (theo hình bình hành): s6.1 = h6.1 + h6.2 ST 6.1−T 6.2 11 Trong đó: h6.1, h6.2 chiều cao công tác điểm mặt cắt, xác định độ cao thiết kế trừ độ cao thực tế điểm tương ứng ST6.1-T6.2 khoảng cách ngang điểm mặt cắt Tương tự cho tất diện tích khác mặt cắt Vậy tổng khối lượng tuyến đường tính sau: W =  wi (3.13) 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hịa, Trắc địa sở tập 1, NXB giao thông vận tải, 2004 [2] Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hịa, Trắc địa sở tập 2, NXB xây dựng, 2002 [3] Phan Văn Hiến, Ngô Văn Hợi, Trần Khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Quang Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Việt Tuấn, Trắc địa cơng trình, NXB giao thơng vận tải, 2001 [4] Vũ Thặng, Trắc địa xây dựng, NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 13 ... đường không đào - không đắp thực địa Dùng thước bố trí khoảng cách x thực địa Tính tổng khối lượng đào, đắp - Tính khối lượng đào : Vđào= Sđào.hđào - Tính khối lượng đắp : Vđắp= Sđắp.hđắp - Tính... tổng khối lượng đào : Vđào= Vđào1+ Vđào2+…+ Vđàon - Tính tổng khối lượng đắp :  x Hình 3.1 Tính độ cao điểm khơng đào không đắp b x b = x= S S− x a a+b  K b Vđắp= Vđắp1+ Vđắp2+…+ Vđắpn h BÀI TÍNH... diện tích đào, đắp - Tính độ cao thi cơng: htc = htt − htk Nếu htc 0, vị trí cần đào - Tính độ cao trung bình vơng đào, đắp: hTB = - Tính diện tích đào, đắp theo hình