Giáo trình Trắc địa (Nghề Kỹ thuật xây dựng Trình độ CĐTC)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH Trắc địa NGHỀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Trình độ trung cấp/cao đẳng (Ban hành theo định số: 568 /QĐ – CĐN ngày 21 tháng năm 2018 hiệu trưởng trường cao đẳng nghề An Giang) Năm 2018 TUYÊN BỐ 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 LỜI GIỚI THIỆU Trắc địa mơđun chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Bởi vậy, việc biên soạn giáo trình Trắc địa để phục vụ cơng tác dạy học cần thiết Nội dung giáo trình gồm vấn đề sau: - Bài 1: Khái niệm chung công tác trắc địa - Bài 2: Giới thiệu máy kinh vĩ điện tử - Máy thủy bình - Bài 3: Đo dài (Đo khoảng cách) - Bài 4: Đo góc - Bài 5: Đo độ cao - Bài 6: Bố trí cơng trình Đối tượng phục vụ giáo trình sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Trắc địa chuyên môn kỹ thuật cần thiết tất giai đoạn: khảo sát, thiết kế, thi cơng khai thác cơng trình Giáo trình có ích sinh viên q trình học tập cơng tác sau Mặc dù cố gắng biên soạn nội dung vừa ngắn, đầy đủ vừa đảm bảo nội dung phù hợp với chun ngành khơng khỏi có sai sót, mong q thầy cơ, q đồng nghiệp bỏ qua đóng góp ý kiến cho nội dung giáo trình ngày tốt An Giang, ngày tháng năm 2018 Cải biên ( chỉnh sữa lần 1) Phan Phú Lộc MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Bài 1: Khái niệm chung công tác trắc địa…………………………………….4 I Đối tượng môn học……………………………………………………………….4 I.1 Định Nghĩa…………………………………………………………………… I.2 Nhiệm Vụ……………………………………………………………………….4 I Vai trò trắc địa ngành xây dựng bản………………………… a)Trắc địa phục vụ công tác thiết kế……………………………………………… b) Trắc địa phục vụ thi cơng cơng trình……………………………………… ….4 II HỆ QUY CHIẾU TRONG TRẮC ĐỊA…………………………………………4 II 1.Mặt thủy chuẩn hệ thống độ cao…………………………………………5 a) Geoid đất…………………………………………………………………….5 b) Hệ độ cao……………………………………………………………………… II Hệ quy chiếu tọa độ……………………………………………………… a) Ellip soid đất……………………………………………………………… b) Hệ tọa độ địa lý………………………………………………………… …… III Bản đồ địa hình…………………………………………………………………5 III.1.Định nghĩa………………………………………………………………… III.2 Biểu diễn địa vật, địa hình đồ………………….……….…………6 a) Địa vật…………………………………………………………………… ……6 b) Địa hình ……………………………………………………………………… III.3 Sử dụng đồ ……………………… ……………………………………7 a) xác định độ dài đường đồ …………………………………… …7 b) Xác định độ cao điểm đồ…………………………………… c Đo diện tích đồ………………………………………………………….8 Bài 2: Giới thiệu máy kinh vĩ điện tử - Máy thủy bình 2.1 Khái niệm máy kinh vĩ điện tử - Máy thủy bình 2.2 Phân loại 10 2.3 Cấu tạo 11 2.4 Trình tự cân máy thủy bình 13 2.5 Trình tự cân máy kinh vĩ 14 2.6 Trình tự cân định tâm máy kinh vĩ 15 Bài : Đo dài (Đo khoảng cách) 16 3.1 Phân loại đo dài 16 3.2 Nguyên lý đo dài máy có vạch ngắm mia đứng 17 3.3 Trình tự đo dài 19 Bài 4: Đo góc 21 4.1 Khái niệm đo góc 21 4.2 Nguyên lý đoc góc 22 4.3 Trình tự đo góc 22 4.4 Trình tự đo góc đứng 25 Bài 5: Đo độ cao 27 5.1 Khái niệm độ cao 27 5.2 Nguyên lý đo cao 27 5.3 Phương pháp đo cao hình học 27 5.4 Phương pháp đo cao lượng giác 28 Bài 6: Bố trí cơng trình 32 6.1 Khái niệm 32 6.2 Bố trí yếu tố 32 6.3 Các phương pháp bố trí điểm 33 6.4 Bố trí cơng trình 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Bài 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA ((TC: LT: 1giờ, thực hành ) A MỤC TIÊU: Sau học xong học học sinh có khả năng: Hiểu khái niệm công tác trắc địa B NỘI DUNG: I/ Đối tượng môn học: Định nghĩa: Trắc địa môn khoa học nghiên cứu phép đo tiến hành bề mặt trái đất để xác định vị trí tương hỗ điểm hình dạng, kích thước trái đất, thể dạng đồ, biểu đồ, mặt cắt…phục vụ cho công tác quy hoạch, khảo sát, thiết kế, thi cơng nghiệm thu cơng trình Nhiệm vụ: Tùy theo đối tượng, quy mô phương pháp nghiên cứu khác mà trắc địa chia thành chuyên ngành khác Trắc địa cao cấp có phạm vi nghiên cứu rộng lớn mang tính toàn cầu quốc gia Nhiệm vụ trắc địa cao cấp xác định hình dạng, kích thước, trường trọng lực trái đất; xây dựng hệ thống khống chế Nhà nước với độ xác cao làm sở trắc địa Quốc gia; nghiên cứu khoa học, nghiên cứu biến dạng vỏ trái đất Trắc địa cao cấp bao gồm trắc địa vệ tinh nghiên cứu đo đạc khơng gian ngồi mặt đất trắc địa biển Vai trị a Trắc địa phục vụ cơng tác thiết kế Trắc địa địa hình có nhiệm vụ nghiên cứu quy trình cơng nghệ đo vẽ đồ địa hình mặt đất dùng ngành điều tra, xây dựng quốc phòng Trắc địa ảnh có nhiệm vụ nghiên cứu đo vẽ đồ địa hình, tiến hành cách chụp ảnh mặt đất máy ảnh đặc biệt từ máy bay, vệ tinh mặt đất; sau xử lý ảnh chụp để thành lập đồ Trắc địa cơng trình trắc địa ứng dụng xây dựng cơng trình Lĩnh vực này, Trắc địa nghiên cứu phương pháp, phương tiện phục vụ thiết kế, thi cơng xây dựng theo dõi biến dạng cơng trình Trắc địa đồ có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp chiếu đồ; phương pháp vẽ, biểu diễn, biên tập in ấn đồ b Trắc địa công tác thi công Công tác trắc địa phục vụ thi cơng xây lắp cơng trình, bao gồm: Thành lập lưới khống chế mặt độ cao phục vụ bố trí chi tiết thi cơng xây lắp cơng trình Kiểm tra kích thước hình học chỉnh kết cấu cơng trình, đo vẽ hồn cơng cơng trình II Hệ qui chiếu trắc địa: 1.Mặt thủy chuẩn hệ thống độ cao: a) Geoid đất: - Khái niệm: Mực nước biển trung bình qua nhiều năm quan trắc nơi gọi mực nước gốc) - Tính chất: Thẳng góc với phương dây dọi - Cơng dụng: Dùng làm mặt chiếu đo vẽ đồ, làm mặt so sánh độ cao điểm mặt đất - Địa điểm dùng làm mực nước gốc Việt nam: Dấu, Đồ sơn, Hải phòng b) Hệ độ cao: - Khái niệm: Là khoảng cách tính theo phương dây dọi từ điểm đến mực nước gốc - Phân loại: Những điểm phía mực nước gốc có độ cao dương (+) ngược lại (-) - Mực nước giả định mực nước song song với mực nước gốc 2.Hệ qui chiếu tọa độ: Tọa độ địa lý điểm mặt đất: Một số khái niệm: - Hệ tọa độ địa lý đất - Mặt phẳng kinh tuyến - Mặt phẳng xích đạo - Xích đạo - Kinh tuyến kinh tuyến gốc - Vĩ tuyến III/ Bản đồ địa hình: 1.Định nghĩa : Bản đồ địa hình hình ảnh thủ nhỏ bề mặt đất lên tờ giấy theo quy luật toán học, dùng qui tắc tổng hợp hệ thống ký hiệu thống Bản đồ thường thể phần mặt đất rộng lớn có kể đến độ cong trái đất Tỷ lệ đồ thay đổi phần khác Bình đồ đồ Tuy nhiên phạm vi thể nhỏ hơn, không xét ảnh hưởng độ cong trái đất có tỷ lệ khơng đổi Tỷ lệ đồ tỷ số trị số chiều dài đoạn thẳng đồ chiều dài tương ứng mặt đất Tỷ lệ đồ thường ký hiệu 1/ M ln lấy tử số cịn mẫu số M thể mức độ thu nhỏ chiều dài đoạn thẳng mặt đất lên đồ Người ta phân loại đồ theo mục đích sử dụng độ xác Phân loại theo mục đích sử dụng có đồ hành chính, đồ địa chính, đồ lâm nghiệp, đồ quy hoạch, xây dựng, quốc phòng Phân loại theo tỷ lệ (độ xác) có: - Bản đồ tỷ lệ lớn: 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000; - Bản đồ tỷ lệ trung bình: 1/10.000 , 1/25.000, 1/50.000; - Bản đồ tỷ lệ nhỏ: 1/100.000, 1/200.000, 1/500.000, 1/106 Bản đồ đo vẽ phương pháp toàn bạc, bàn đạc phương pháp ảnh Biểu diễn địa vật, địa hình đồ a) địa vật Dùng hệ thống ký hiệu qui ước thống Cục đo đạc Bản đồ Nhà nước biên soạn Tùy theo tỷ lệ đồ địa vật có ký hiệu tương ứng Có loại ký hiệu như: ký hiệu theo tỷ lệ, phi tỷ lệ, nửa tỷ lệ, thích tơ mầu Ký hiệu theo tỷ lệ giữ ngun kích thước đối tượng biểu diễn theo tỷ lệ đồ Ký hiệu loại dùng cho địa vật có kích thước lớn, theo biết vị trí kích thước thực tế đối tượng thể Ký hiệu phi tỷ lệ dùng cho địa vật có kích thước nhỏ có tầm quan trọng biễu diễn theo tỷ lệ đồ Ví dụ: điểm khống chế ∆, Giếng, cột số, bia mộ, độc lập Ký hiệu loại cho biết vị trí đối tượng thể Ký hiệu nửa tỷ lệ kết hợp hai loại ký hiệu trên, dùng cho loại địa vật hình tuyến theo ký hiệu loại chiều dài tuyến thể loại ký hiệu theo tỷ lệ chiều rộng thể ký hiệu phi tỷ lệ b/ Địa hình Địa hình mặt đất bao gồm hình dáng bên ngồi mặt đất cao, thấp, lồi, lõm, dốc, phẳng Người ta dùng đường đồng mức để biểu diễn yếu tố địa hình Đường đồng mức giao tuyến mặt đất tự nhiên với mặt song song với mặt thủy chuẩn gốc trái đất độ cao khác Hiệu độ cao hai đường đồng mức kề gọi khoảng cao Tính chất đồng mức: - Các điểm đường đồng mức có độ cao - Đường đồng mức đường cong, trơn, liên tục, khép kín không cắt - Chỗ đường đồng mức thưa địa hình thoải, chỗ đường đồng mức mau địa hình dốc Chỗ đường đồng mức trùng địa hình vách đứng Để sử dụng đồ thuận tiện, cách đường đồng mức người ta lại tô đậm đường ghi độ cao hướng phía đỉnh Đường đồng mức gọi đường đồng mức 3.Sử dụng đồ: a/ Định hướng đồ thực địa Định hướng địa vật dạng tuyến: dùng tuyến đường bộ, đường sắt, tuyến kênh mương để định hướng đồ Thực chất phương pháp mang đồ thực địa vị trí rõ nét địa vật dạng tuyến, xoay đồ cho hướng địa vật dạng tuyến đồ trùng với hướng tương ứng thực địa, ta đồ quay hướng - Định hướng địa bàn: Để định hướng, ta đặt đồ địa bàn cho đường nối bắc - nam song song với hướng bắc - nam lưới ô vuông tọa độ đồ Xoay đồ để kim địa bàn trùng với đường nối bắc - Nam địa bàn đồ quay hướng b/ Xác định chiều dài đồ Để xác định chiều dài đoạn thẳng đồ ta đo chiều dài đoạn thẳng đồ nhân với tỷ lệ đồ ta chiều dài tương ứng ngồi thực địa Để xác định chiều dài đoạn cong đồ ta vi phân đoạn cong cho đoạn xem đoạn thẳng đo đoạn thẳng vi phân, lấy tổng nhân với tỷ lệ đồ, ta chiều dài đoạn cong Có thể xác định chiều dài đoạn cong máy đo chiều dài: S = K ( Un - Uo) Trong Uo số đọc ban đầu máy ứng với điểm đầu đoạn cong; Un : số đọc máy sau cho bánh xe máy chạy từ điểm đầu tới điểm cuối đường cong; K: giá trị khoảng chia máy c/ Xác định độ góc đồ Giả sử cần phải xác định góc (β) kẹp giữ hai đoạn thẳng OE Và OD đồ (hình 7.5), phép chiếu đồ phép chiếu đồng góc nên ta dùng thước đo độ đo trực tiếp góc (β) đồ Xác định góc định hướng đường thẳng đồ: góc định hướng đường thẳng đồ góc tính từ hướng bắc trục OX đường thẳng song song với trục OX đến hướng đường thẳng, đo trực tiếp đo góc ( hình 7.5) Góc góc định hướng xác định thông qua việc đồ giải tọa độ đồ d/ Xác định tọa độ điểm đồ Xác định toạ độ địa lý điểm: đồ có lưới kinh vĩ độ, giá trị đường kinh độ vĩ độ biểu thị vạch đen, trắng bốn cạnh khung đồ Giả sử cần xác định toạ độ địa lý điểm M Qua M ta kẻ đường song song với cạnh ô kinh tuyến đường song song với cạnh ô vĩ tuyến; từ tỷ lệ đoạn thẳng đo ta xác định toạ độ địa lý điểm A Xác định toạ độ vng góc điểm: tọa độ vng góc xác định đồ định dựa vào lưới ô vuông tọa độ đồ Giả sử cầm xác định toạ độ vng góc điểm N (hình 7.5), qua điểm N ta kẻ hai đường thẳng cắt cạnh ô vuông chứa điểm N, dùng thước đo chiều dài đoạn a, b, c, d, từ số liệu đo ta xác địng tọa độ vng góc điểm N: e/ Xác định độ cao điểm đồ Trên đồ, độ cao điểm xác dựa vào đường đồng mức Giả sử cần phải xác đinh độ cao ba điểm A, B, C đồ ( hình7.5); điểm A nằm đường đồng mức 10m, điểm C nằm đường đồng mức 5m nên chúng có độ cao độ cao đường đồng mức đó, tức : HA = 10m, HC = 5m; cịn độ cao điểm B phải nội suy g/ Đo diện tích đồ Dùng compa đo đoạn thẳng nối hai điểm nằm hai đường đồng mức liền Đặt độ compa đo trục đứng thước đo độ dốc dóng đường cong tương ứng, chiếu điểm dóng xuống trục ngang ta độ dốc địa hình h/ Xác định diện tích đồ Giả sử cần phải xác định diện tích khu vực đồ, ta có thực theo phương pháp sau: Phương pháp hình học Khi diện tích cần xác định đa giác, ta chia đa giác thành hình có dạng hình học như: hình tam giác, hình thang, hình vng , hình chữ nhật Đo đại lượng cần thiết để tính diện tích hình đố lấy tổng lại ta có diện tích khu đo Ví dụ tứ giác OEFD hình 7.5 chia làm hai tam giác FDO FOE, đo cạnh chiều cao, cạnh đáy hai cạnh góc kẹp trực tiếp đồ trình bày để tính diện tích hai tam giác Từ tính diện tích tứ giác Khi chu vi hình cần xác định diện tích có dạng cong bất kỳ, dùng đồ giải để xác định Các đồ giải làm giấy bóng mờ, mica platíc Trên mặt này, người ta kẻ lưới vng có diện tích xác định Đặt đồ giải lên hình, đếm số vng ngun ước lượng để ghép phần ô vuông lẻ biên thành ô vuông Từ tổng ô vông ta biết diện tích hình cần đo Xác định diện tích phương pháp hình học nhanh, đơn giản nhiên độ xác thường thấp (sai số 5%) Phương pháp giải tích Khi khu vực cần xác định diện tích đa giác có toạ độ đỉnh xác định, ta dùng cơng thức sau để tính diện tích : Máy đo diện tích Máy đo diện tích có bốn phận chính: Cánh tay đòn cực, cánh tay đòn quay, bánh xe quy phận đọc số Cách đo: đặt kim quay điểm A chu vi hình cần đo, đọc số đọc ban đầu u1 Di chuyển kim quay chu vi trở lại đểm A, đọc số đọc u2 Diện tích hình cần đo xác định theo công thức : S = c (u2 - u1) , c giá trị khoảng chia máy đo diện tích xác định thực nghiệm (hình 7.7) Xác định diện tích máy đo có sai số 0.5% BÀI 2: GIỚI THIỆU MÁY KINH VĨ ĐIỆN TỬ; MÁY THỦY BÌNH (TC: LT: 1giờ - TH: giờ) A MỤC TIÊU: Sau học xong học học sinh có khả năng: - Sử dụng máy thủy bình, máy kinh vĩ; - Trình bày trình tự cân máy thủy bình, máy kinh vĩ; - Cân máy thủy bình, máy kinh vĩ yêu cầu kỹ thuật; - Nâng cao ý thức bảo quản thiết bị, vật tư thực hành; tác phong công nghiệp đảm bảo an toàn lao động B NỘI DUNG: 1.1 Khái niệm máy kinh vĩ; máy thủy bình 1.1.1 Máy kinh vĩ Máy kinh vĩ dụng cụ để đo góc góc đứng Ngồi ra, cịn dùng để đo dài, đo cao với độ xác thấp 24 Xoay vịng kính mắt nhìn thấy màng dây chữ thập rõ nét thơi Việc phụ thuộc vào mắt người + Bắt mục tiêu sơ bộ: Nhìn qua phận ngắm sơ ống kính Xoay ống kính sang trái, sang phải hay lên xuống để tìm mục tiêu Hãm tất ốc khóa ngang đứng Vặn ốc điều ảnh để tìm ảnh mục tiêu rõ nét + Bắt mục tiêu xác: Vặn ốc vi động ngang vi động đứng tương ứng thích hợp để đưa trung tâm màng dây chữ thập vào mục tiêu cần ngắm + Đọc số vành độ ngang a” - Bước 4: Tính tốn + Tính giá trị góc đo nửa đầu β’:  '  b'a ' + Tính giá trị góc đo nửa sau β”:  "  b" a" + Tính giá trị góc đo lần đủ β:   '  " 3.3.3 Các sai số đo góc - Sai số mơi trường: + Do tượng khúc xạ ngang Cố gắng bố trí tia ngắm cách xa vật cản mét + Do sương mù, bụi … làm cho ảnh mục tiêu bị mờ Vì cố gắng đo vào lúc trời đẹp - Sai số máy móc: kính + Sai số trục ngắm khơng vng góc với trục quay nằm ngang ống + Sai số trục quay nằm ngang ống kính khơng vng góc với trục đứng máy + Sai số trục đứng máy không thật thẳng đứng + Sai số lệch tâm bàn độ ngang vòng chuẩn ngang - Sai số người: + Sai số định tâm máy sai + Sai số định tiêu ngắm sai + Sai số ngắm khơng xác 25 + Sai số đọc 3.4 Trình tự đo góc đứng 3.4.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ vật tư - Chân ba: - Máy kinh vĩ: máy - Mia nhôm: - Sơn dầu: hộp - Cọ sơn: - Đinh thép: hộp - Máy tính cá nhân 3.4.2 Trình tự thực - Bước 1: Dựng máy cân máy - Bước 2: Đo thuận kính  Ngắm điểm A + Tìm màng dây chữ thập rõ nét Xoay vịng kính mắt nhìn thấy màng dây chữ thập rõ nét thơi Việc phụ thuộc vào mắt người + Bắt mục tiêu sơ bộ: Nhìn qua phận ngắm sơ ống kính Xoay ống kính sang trái, sang phải hay lên xuống để tìm mục tiêu Hãm tất ốc khóa ngang đứng Vặn ốc điều ảnh để tìm ảnh mục tiêu rõ nét + Bắt mục tiêu xác: Vặn ốc vi động ngang vi động đứng tương ứng thích hợp để đưa trung tâm màng dây chữ thập vào mục tiêu cần ngắm + Đọc số bàn độ đứng T - Bước 3: Đo đảo kính  Đảo ống kính Ngắm lại điểm A + Tìm màng dây chữ thập rõ nét Xoay vịng kính mắt nhìn thấy màng dây chữ thập rõ nét Việc phụ thuộc vào mắt người + Bắt mục tiêu sơ bộ: 26 Nhìn qua phận ngắm sơ ống kính Xoay ống kính sang trái, sang phải hay lên xuống để tìm mục tiêu Hãm tất ốc khóa ngang đứng Vặn ốc điều ảnh để tìm ảnh mục tiêu rõ nét + Bắt mục tiêu xác: Vặn ốc vi động ngang vi động đứng tương ứng thích hợp để đưa trung tâm màng dây chữ thập vào mục tiêu cần ngắm + Đọc số bàn độđứng P - Bước 4: Tính tốn V  ( P  180 )  T Câu hỏi: đứng? Trình bày khái niệm đo góc; nguyên lý đo góc nguyên lý đo góc Trình bày trình tự đo góc sai số đo góc bằng? Trình bày trình tự đo góc đứng? 27 BÀI 5: ĐO ĐỘ CAO (TC: LT: - TH: giờ) A MỤC TIÊU: Sau học xong học học sinh có khả năng: - Trình bày ngun lý đo cao lượng giác; trình tự cơng tác đo cao lượng giác; - Đo chiều cao vật thể thực địa máy kinh vĩ; - Nâng cao ý thức bảo quản thiết bị, vật tư thực hành; tác phong công nghiệp đảm bảo an toàn lao động B NỘI DUNG: 4.1 Khái niệm độ cao Độ cao yếu tố để xác định vị trí khơng gian điểm mặt đất tự nhiên Bởi vậy, đo cao dạng công tác đo Độ cao H điểm khoảng cách tính theo phương dây dọi kể từ điểm đến mặt thủy chuẩn Thực chất đo cao xác định độ chênh cao h điểm vào độ cao điểm biết mà tính độ cao điểm 4.2 Nguyên lý đo cao 4.2.1 Nguyên lý đo cao hình học cao h Đo cao hình học dựa sở tia ngắm nằm ngang để xác định độ chênh h=s-t Đo cao hình học đạt độ xác mh = (1÷ 50)mm/km, thường áp dụng lưới khống chế cao độ, bố trí cơng trình, quan trắc lún… 28 4.2.2 Nguyên lý đo cao lượng giác Đo cao lượng giác dựa sở giải tam giác vng có cạnh huyền tia ngắm nghiêng h = d.tgV Đo cao lượng giác đạt độ xác mh = (100 - 300)mm/km, thường áp dụng đo vẽ chi tiết đồ 4.3 Phương pháp đo cao hình học 4.3.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ vật tư - Chân ba: chân - Máy thủy bình: máy - Mia nhơm: - Máy tính cá nhân: 4.3.2 Trình tự thực - Bước 1: Dựng máy cân máy - Bước 2: Dựng mia nhôm - Bước 3: Đọc số theo vạch mia sau s’ - Bước 4: Đọc số theo vạch mia trước t’ 29 - Bước 5: Thay đổi chiều cao máy (ít 10cm) - Bước 6: Đọc số theo vạch mia trước t” - Bước 7: Đọc số theo vạch mia sau s” - Bước 8: Tính tốn + Tính độ chênh lệch cao nửa đầu (lượt đầu): h’ h’ = s’ - t’ + Tính độ chênh lệch cao nửa sau (lượt về): h” h” = s” - t” + Tính độ chênh cao lần đo đủ: h h h'h" 4.4 Phương pháp đo cao lượng giác Đo cao hình học đạt kết xác cao, tốn nhiều công sức thời gian Khi phải đo nhiều, cần nhanh độ xác địi hỏi khơng cao ta áp dụng phương pháp đo cao lượng giác Để xác định độ chênh cao hAB ta đặt máy kinh vĩ điểm A, đặt mia điểm B Theo sơ đồ ta có: Mà h  l  h ' i (1) h  h'i  l (2) h'  dtgV (3) d  Kn cos V (4) 30 Thay (4) vào (3) ta được: h'  Kn cos V tgV  Kn cos V sin V  Thay (5) vào (2) ta được: h Trong đó: Kn sin 2V (5) K n sin 2V  i  l K - hệ số máy đo xa (thường K = 100); n - khoảng cách mia chắn hai vạch đo xa; V - góc nghiêng trục ngắm; i - chiều cao máy A; l - chiều cao điểm ngắm mia B - Nếu ngắm cho l  i thì: h Kn sin 2V - Nếu đặt ống kính nằm ngang (V = 00) thì: h  il Sự khác cho phép độ chênh cao đo đi, 100m dài 4cm Đo cao lượng giác thường áp dụng đo vẽ chi tiết đồ; xác định chiều cao cơng trình; … 4.4.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ vật tư - Chân ba: chân - Máy kinh vĩ: máy - Mia nhơm: 31 - Máy tính cá nhân: 4.4.2 Trình tự thực - Bước 1: Dựng máy cân máy - Bước 2: Xác định chiều cao máy i - Bước 3: Đo xác định góc đứng V - Bước 4: Đo xác định d = K.n.cos2V - Bước 5: Đo xác định l - Bước 6: Độ chênh cao hAB tính theo công thức: h K n sin 2V  i  l Câu hỏi: Trình bày khái niệm độ cao? Trình bày nguyên lý đo cao hình học? Trình bày nguyên lý đo cao lượng giác? Trình bày phương pháp đo cao hình học? Trình bày phương pháp đo cao lượng giác? 32 BÀI BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH (TC: 12 LT: - TH: giờ) A MỤC TIÊU: Sau học xong có khả năng: - Trình bày phương pháp bố trí cơng trình ngồi thực địa; - Bố trí cơng trình ngồi thực địa; - Nâng cao ý thức bảo quản thiết bị, vật tư thực hành; tác phong công nghiệp đảm bảo an toàn lao động B NỘI DUNG: 5.1 Khái niệm Ở giai đoạn thi công nhiệm vụ người cán kỹ thuật phải đảm bảo chuyển thiết kế thực địa Tất công tác trắc địa nhằm mục đích xác định vị trí mặt độ cao phần toàn cơng trình ngồi thực địa theo thiết kế gọi cơng tác bố trí cơng trình 5.2 Bố trí yếu tố 5.2.1 Bố trí góc Khi đo góc β = BAC ngồi thực địa có ba điểm B, A, C (một điểm A hai cạnh kẹp góc AB, AC) Khi bố trí góc ngồi thực địa có hai điểm A, B (một đỉnh A cạnh kẹp góc AB) Biết thiết kế góc β0 Tìm ngồi thực địa điểm C (cạnh kẹp AC) cho BAC = β0 Cách bố trí góc sau: Đặt máy kinh vĩ A, định hướng vành độ ngang theo cạnh AB Đặt góc β0 phía cần thiết, theo hướng ngắm cố định điểm C1 ngồi thực địa Đảo ống kính, điểm C2 ngoại thực địa Cố định điểm C cách C1 lẫn C2 Góc BAC góc bố trí 33 5.2.2 Bố trí đoạn thẳng Khi đo chiều dài đoạn thẳng AB thực địa có hai điểm mút A B, cịn bố trí đoạn thẳng AB có chiều dài nằm ngang thiết kế d0 ngồi thực địa có điểm A hướng Ax, cần xác định điểm B Kể từ A, theo hướng Ax, đo sơ đoạn AB1 có chiều dài gần d0 Cố định sơ B1 Đo đoạn thẳng AB1 với độ xác cần thiết Tính số điều chỉnh vào kết đo, d1 = AB1 xác Tính đoạn cần dịch chuyển: r = d - d1 Từ B1 đặt đoạn r phía tương ứng đầu mút B cần tìm Cố định B lại 5.2.3 Bố trí độ cao Khi bố trí độ cao: ngồi thực địa có điểm A độ cao HA Biết độ cao thiết kế điểm B HB, tìm điểm B ngồi thực địa Đặt máy thủy bình cách A B Dựng mia A Ngắm mia A, đọc a, tính độ cao trục ngắm máy Hmáy: Hmáy = HA +a Tính số đọc cần thiết b mia đặt B: b = Hmáy - HB Nâng hay hạ mia B người đứng máy đọc số mia b vừa tính kia, lúc dùng bút chì đánh dấu đế mia lại, điểm B cần bố trí 5.3 Các phương pháp bố trí điểm mặt 5.3.1 Phương pháp tọa độ cực Phương pháp tọa độ cực áp dụng phổ biến, chỗ quang đãng, tương đối phẳng khoảng cách cực (s) ngắn chiều dài thước Trước hết phải tính tốn số liệu cần thiết cho bố trí góc cực β bán kính cực s, biết tọa độ khống chế trắc địa A(XA , YA), B(XB , yB) tọa độ thiết kế điểm C(XC , YC) 34 Chọn A làm góc tọa độ, cịn AB làm hướng gốc hệ tọa độ độc cực trắc địa Theo tốn ngược, ta có: tg AB  tg AC YB  Y Â XB  XA Y  YA  C XC  X A    AC   AB S  ( X C  X A )  (YC  Y A ) (1) (2) (3) (4) Cách bố trí: đặt máy kinh vĩ A, định hướng vành độ ngang B Đặt góc β, hướng đặt đoạn s Cố định điểm C 5.3.2 Phương pháp tọa độ vng góc Phương pháp tọa độ vng góc áp dụng nhiều bố trí cơng tình cơng nghiệp dân dụng từ điểm khống chế lưới ô vuông xây dựng hay từ đường đỏ phố Muốn phải tính số gia tọa độ điểm đặc trưng cơng trình với đỉnh lưới ô vuông  x,  y 35  x = xN - xA  y = yN - yA Cách bố trí: phải ln nhớ đặt đoạn thẳng có số gia tọa độ lớn dọc theo cạnh trục tọa độ lưới ô vuông, số gia tạo độ nhỏ đặt theo hướng vng góc với Giả sử  y >  x Đặt máy kinh vĩ A, định hướng B, hướng đặt đoạn AM =  y Dời máy kinh vĩ đến M, định hướng B, đặt góc 900, hướng vng góc đặt đoạn thẳng MN =  x Cố định điểm N lại 5.3.3 Phương pháp giao hội góc Phương pháp giao hội góc thường áp dụng bố trí trụ cầu, cơng trình thủy lợi… mà điểm cần bố trí xa điểm khống chế trắc địa việc đo dài gặp khó khăn Trước hết cần tính tốn số liệu cần thiết cho bố trí góc giao hội βA, βB biết tọa độ khống chế trắc địa A(XA , YA), B(XB , yB) tọa độ thiết kế điểm C(XC , YC) hai Chọn A làm gốc, AB làm hướng gốc hệ tọa độ cực trắc địa thứ Chọn B làm gốc, BA làm hướng gốc hệ tọa độ cực trắc địa thứ Theo tốn ngược, ta có: tg AB  YB  Y A XB  XA  BA   AB  180 tg AC  YC  YA XC  X A 36 tg BC  Y CYB XC  XB  A   AC   AB  B   BC   BA Cách bố trí: đặt hai máy kinh vĩ A B, định hướng vành độ ngang theo cạnh khống chế AB, tương ứng đặt góc βA, βB giao điểm hai hướng ngắm điểm C cần bố trí cố định thực địa 5.3.4 Phương pháp giao hội cạnh Phương pháp giao hội cạnh thường áp dụng điểm cần bố trí gần điểm khống chế trắc địa, bán kính giao hội ngắn chiều dài thước, địa hình phẳng, quang đãng Trước hết phải tính số liệu cần thiết cho bố trí bán kính giao hội sA, sB biết tọa độ khống chế trắc địa A(XA , YA), B(XB , yB) tọa độ thiết kế điểm C(XC , YC) S A  ( X C  X A )  (YC  Y A ) S B  ( X C  X B )  (YC  YB ) Cách bố trí: lấy A B làm tâm, theo thước thép quay cung bán kính tương ứng sA, sB chúng giao C, điểm cần bố trí cố định lại thực địa 5.4 Bố trí cơng trình 5.4.1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ vật tư - Bản vẽ thiết kế mặt móng - Máy đo đạc - Cọc định vị - Dây gai - Đinh, búa, gỗ, ván… 37 5.4.2 Trình tự thực - Bước 1: Nghiên cứu vẽ - Bước 2: Định vị điểm chuẩn, cạnh chuẩn - Bước 3: Bố trí góc - Bước 4: Bố trí điểm, góc cạnh cịn lại Câu hỏi: Trình bày phương pháp bố trí góc bằng? Trình bày phương pháp bố trí đoạn thẳng? Trình bày phương pháp bố trí cao độ? Trình bày bố trí điểm phương pháp tọa độ cực? Trình bày bố trí điểm phương pháp tọa độ vng góc? Trình bày bố trí điểm phương pháp giao hội góc? Trình bày bố trí điểm phương pháp giao hội cạnh? Trình bày trình tự bố trí cơng trình? 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Giáo trình TRẮC ĐỊA ĐẠI CƯƠNG nhà xuất Đại Học Bách Khoa xuất năm 1996 - Tài liệu TRẮC ĐỊA ĐẠI CƯƠNG Tiến sĩ Vũ Thặng biên soạn, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật xuất năm 2001 - Tài liệu TRẮC ĐỊA ĐẠI CƯƠNG PGS TS Phạm Văn Chuyên biên soạn, nhà xuất Giao Thông Vận Tải xuất năm 2008 - Tài liệu Hướng dẫn thực hành TRẮC ĐỊA ĐẠI CƯƠNG PGS TS Phạm Văn Chuyên biên soạn, nhà xuất Giao Thông Vận Tải xuất năm 2008 - TCXDVN 271: 2002 Qui trình xác kỹ thuật xác định độ lún cơng trình dân dụng cơng nghiệp phương pháp đo cao hình học - TCXDVN 309: 2004 Công tác trắc địa xây dựng công trình dân dụng cơng nghiệp u cầu chung địa - TCXDVN 357: 2005 Quy trình quan trắc nghiêng phương pháp trắc ... đồ Trắc địa cơng trình trắc địa ứng dụng xây dựng cơng trình Lĩnh vực này, Trắc địa nghiên cứu phương pháp, phương tiện phục vụ thiết kế, thi công xây dựng theo dõi biến dạng cơng trình Trắc địa. .. độ cao - Bài 6: Bố trí cơng trình Đối tượng phục vụ giáo trình sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Trắc địa chuyên môn kỹ thuật cần thiết tất giai đoạn:... nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trắc địa mơđun chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Bởi vậy, việc biên soạn giáo trình Trắc địa để phục vụ công tác