giám sát công tác trắc địa nguyễn tiến lộc, trần thúc tài

Ghi : Phần I,II,III GV-KS Nguyễn Tấn Lộc biên soạn Phần IV GV-KS Trần Thúc Tài bổ sung Phần I TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Trắc địa ứng dụng – ĐHBK TPHCM Tiêu chuẩn ngành 22TCN 263-2000 – Quy trình khảo sát đường Ơtơ Tiêu chuẩn ngành TCN 20-84 – Quy trình khảo sát, thiết kế, sửa chữa, cải thiện, nâng cấp đường Ôtô Chương II Công tác khảo sát tuyến Tiêu chuẩn ngành TCN 262-2000 – Quy trình khảo sát đường Ơtơ đắp đất yếu II.2.5 u cầu quan trắc dự báo lún II.3 Các yêu cầu thiết kế bố trí hệ thống quan trắc q trình thi cơng đắp đất yếu Tiêu chuẩn ngành số 166-QĐ – Quy trình thi cơng nghiệm thu cầu cống Chương II Công tác đo đạc định vị Sách Trắc Địa NXB GD (tác gỉa Đỗ Hữu Hinh, Đào Duy Liêm, Lê Duy Ngụ, Nguyễn Trọng San) -1- Phần II GIÁM SÁT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA X.D CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG -2- § 2-1 NHIỆM VỤ CỦA CÁC GIAI ĐOẠN KHẢO SÁT ĐƯỜNG ÔTÔ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG ƠTƠ GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ ĐẦU TƯ GIAI ĐOẠN THỰC HIỆN ĐẦU TƯ (Hai bước tùy theo quy mô) BÁO CÁO NGHIÊN CỨU TIỀN KHẢ THI BƯỚC THIẾT KẾ KỸ THUẬT (Hai bước tùy theo quy mô) BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI BƯỚC THIẾT KẾ BẢN VẼ THI CƠNG (Một bước tùy theo quy mơ) (Một bước tùy theo quy mô) BÁO CÁO NGHIÊM CỨU KHẢ THI THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG (Theo tiêu chuẩn khảo sát đường ôtô 22TCN 262-2000 22TCN263-2000) Khảo sát để lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi : Thu thập tài liệu cần thiết để sơ đánh giá cần thiết phải đầu tư cơng trình, thuận lợi khó khăn, sơ xác định vị trí quy mơ cơng trình, ước đốn tổng mức đầu tư, chọn hình thức đầu tư, sơ đánh giá hiệu đầu tư mặt kinh tế, xã hội dự án Khảo sát để lập báo cáo nghiên cứu khả thi : Thu thập tài liệu xác định cần thiết phải đầu tư cơng trình, lựa chọn hình thức đầu tư, xác định vị trí cụ thể, quy mơ cơng trình, lựa chọn phương án tối ưu, đề xuất giải pháp hợp lý, tính tổng nức đầu tư, đánh giá hiệu đầu tư mặt kinh tế xã hội dự án Khảo sát để lập thiết kế kỹ thuật : Thu thập tài liệu cần thiết cho phương án cơng trình cấp có thẩm quyền phê duyệt để lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật dự tốn cơng trình, lập hồ sơ đấu thầu phục vụ cho công tác mời thầu định thầu Khảo sát để lập thiết kế vẽ thi công : Được thực để phục vụ cho thi công cầu, đường đường ôtô theo phương án duyệt (Khi thiết kế kỹ thuật đấu thầu xây dựng) -3- KHẢO SÁT XÂY DỰNG ĐƯỜNG KHẢO SÁT ĐỊA HÌNH Để lập BÁO CÁO N/C TIỀN KHẢ THI Để lập BÁO CÁO N/C KHẢ THI Để lập THIẾT KẾ KỸ THUẬT KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH THIẾT KẾ BẢN VẼ THI CƠNG CHUẨN BỊ TRONG PHỊNG THỊ SÁT TRẮC ĐỊA CHUẨN BỊ TRONG PHÒNG CHUẨN BỊ ĐO ĐẠC THỊ SÁT TRẮC ĐỊA ĐO ĐẠC ĐO ĐẠC KHẢO SÁT TUYẾN ĐO ĐẠC K/S CƠNG TRÌNH Để lập KHẢO SÁT THỦY VĂN KHÔI PHỤC TUYẾN BỔ SUNG CHI TIẾT CẦN THIẾT Nhận xét: Trong giai đoạn phải tiến hành đo đạc thực địa § 2-2 NỘI DUNG CƠNG TÁC VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT ĐO ĐẠC TRẮC ĐỊA TRONG CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ A Giai đoạn báo cáo nghiên cứu tiền khả thi: Lập bình đồ địa hình 1:5000, mặt cắt dọc phương án tuyến tỉ lệ 1:5000 – 1:10000 , mặt cắt ngang cho đoạn tỉ lệ đứng ngang 1:5000 (Nếu khu vực tuyến khảo sát có đồ tỉ lệ 1:5000 – 1:10000 sử dụng để thiết kế, khơng cần tiến hành đo mới.) Dụng cụ, độ xác đo trình tự đo: • Đo độ dốc tuyến dụng cụ đo dốc đơn giản có độ xác thấp • Đo góc địa bàn Păngtơmét • Đo dài thước dây vải lần đo • Đo cao máy đo dốc đơn giản (2 lần thuận nghịch) • Đo mặt cắt ngang thước chữ A máy đo dốc đơn giản -4- Nhận xét: Dụng cụ đơn giản, độ xác thấp Các cọc tuyến cọc tạm tre, cừ tràm… không cần bảo vệ B Giai đoạn báo cáo nghiên cứu khả thi: Lập bình đồ khu vực dự định đặt tuyến (của phương án chọn vạch đồ) tỉ lệ 1:2000 (vùng núi), 1:5000 (vùng đồi), 1:10000 (vùng đồng bằng) Công việc bao gồm: định đỉnh, đo góc, rải cọc chi tiết, đo dài, đo cao, đo mặt cắt ngang a./ Đối với đường có cấp kỹ thuật 20-40-60 (cấp quản lý IV,V theo bảng phân loại cấp đường TCVN 4054-98) • Đo góc đỉnh chuyển với độ xác ± 30" máy kinh vĩ Theo 020 (hoặc máy có độ xác tương đương) • Đo cao tổng qt (các điểm tiêu chuẩn kỹ thuật, cọc đỉnh chuyển, hố khoan địa chất) lần đo đi, đo có sai số khép độ cao nhỏ sai số cho phép fh = ± 30 L Km (mm) (2-1) • Đo cao cấp thuỷ chuẩn kỹ thuật cọc chi tiết (cọc lộ trình, cọc phụ, cọc trắc ngang), lần đo khép vào mốc với sai số khép độ cao < sai số cho phép fh = ± 50 L Km (mm) (2-2) • Các mốc thuỷ chuẩn kỹ thuật cách 2-4Km • Nếu tuyến đường dài 50Km phải xây dựng lưới khống chế tọa độ hạng IV dọc theo tuyến có mốc cách 2-6Km (Để đo nối đưa tuyến đường lên đồ giao thơng địa hình) b./ Đối với đường có cấp kỹ thuật 60-80 đường cao tốc Để đảm bảo bình đồ cao độ dọc tuyến tính theo hệ thống tọa độ cao độ quốc gia ta phải xây hệ thống lưới khống chế tọa độ cao độ tồn tuyến: • Lưới khống chế tọa độ hạng IV cơng nghệ GPS • Lưới đường chuyền cấp II máy toàn đạc điện tử: * Sai số đo góc m β = ± 10" (2-3) * Sai số đo dài mS =1:5000 S (2-4) * Sai số khép tương đối đường chuyền fS ≤ [S ] 5000 * Sai số khép góc f β ≤ ±20" n (n-số góc tuyến) * Sai số vị trí điểm ≤ ±50 mm (2-5) (2-6) (2-7) • Lưới khống chế dộ cao hạng IV với sai số khép độ cao f h ≤ ± 20 L Km -5- (mm) (2-8) • Lưới độ cao cấp kỹ thuật có sai số khép độ cao thỏa mãn yêu cầu f h ≤ ± 30 L Km (ở vùng đồng bằng) (2-9) f h ≤ ± 50 L Km (ở vùng núi) (2-10) Nhận xét: Độ xác công tác trắc địa giai đoạn cao C Giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công: Thu thập số liệu cần thiết để lập thiết kế kỹ thuật dự toán (trên sở báo cáo nghiên cứu khả thi duyệt) gồm: - Bình đồ cao độ tuyến 1:1000 – 1:2000 - Bình đồ cao độ tỉ lệ 1:500 – 1:1000 cơng trình tuyến, đoạn khó khăn phức tạp, chỗ giao với đường ô tô, đường sắt hữu v.v… ⎧1 : 1000 ⎧1 : 2000 - Mặt cắt dọc tuyến ⎨ ⎨ ⎩1 : 100 ⎩1 : 200 Mặt cắt ngang tỉ lệ 1:200 - Công việc cụ thể: • Cố định cọc đỉnh định vị bước nghiên cứu khả thi, đóng cọc dấu cọc đỉnh (nằm ngồi phạm vi thi cơng) • Nếu tuyến có lập lưới khống chế toạ độ độ cao lập đường chuyền kinh vĩ có sai số khép tương đối 1:2000 qua đỉnh chuyển, lấy cạnh đường chuyền đầu làm cạnh gốc Chiều dài đường chuyền < 3Km đo vẽ đồ dọc tuyến tỉ lệ 1:2000 < 4Km đo vẽ đồ dọc tuyến tỉ lệ 1:5000 f β gh = ± 45" n (n-số góc đo) (2-11) - Sai số khép góc cho phép - Sai số trung phương đo góc m β = ± 30" (2-12) • Bố trí điểm đường cong trịn đường cong chuyển tiếp • Nếu thực “thiết kế kỹ thuật thi cơng” phải bố trí tiếp cọc chi tiết đường cong • Cắm thêm cọc chi tiết (để rõ thêm địa hình tính khối lượng đường) với khoảng cách cọc: ⎫ * 40m đồng đồi Khi lập thiết kế kỹ thuật ⎬ ⎭ * 20m vùng núi ⎫ * 40m đồng đồi Khi lập thiết kế kỹ thuật thi công ⎬ * 20m vùng núi ⎭ • Đo cao tổng quát đo cao chi tiết kỹ thuật fh fh = = ± 30 ± 50 L Km (mm) L Km (2-13) (mm) • Chêm dày mốc đo cao kỹ thuật bước báo cáo nghiên cứu khả thi (2-4Km) đảm bảo 1-2Km có mốc • Đo dài thước thép máy tồn đạc điện tử bố trí cọc lộ trình, cọc km lần với sai số lần đo < 1:1000 -6- • Đo dài bố trí cọc chi tiết lần đo đi, khép vào cọc lộ trình cọc Km với fS ≤ [S ] 500 (2-15) • Đo mặt cắt ngang máy kinh vĩ, ni vô, thước thép D Giai đoạn thiết kế vẽ thi công: Khôi phục tuyến đường thực địa - Đảm bảo vị trí tuyến khơi phục đồ án duyệt bước thiết kế kỹ thuật Công việc cụ thể: - Khôi phục cố định cọc đỉnh đóng bước thiết kế kỹ thuật, đóng cọc dấu - Đo góc cọc đỉnh với m β = ± 30" - Bố trí điểm điểm chi tiết đường cong trịn đường cong chuyển tiếp - Khôi phục cọc lộ trình cọc chi tiết đường thẳng đường cong Tiến hành đồng thời với đo dài với đo dài khoảng cách đỉnh chuyển - Chỉ đo cao chi tiết (cọc lộ trình, cọc chi tiết) khép vào mốc thủy chuẩn đặt bước khảo sát kỹ thuật Cấp kỹ thuật f h = ± 50 L Km (mm) - Đo mặt cắt ngang cọc bổ sung, chỗ địa hình phức tạp (sườn dốc, đầm lầy, khu dân cư) § 2-3 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA ĐỊNH TUYẾN Ở THỰC ĐỊA A Bố trí đỉnh chuyển khảo sát hướng tuyến - Bằng phương pháp toạ độ cực, sử dụng máy toàn đạc điện tử, dựa vào điểm trắc địa (2 điểm trắc địa cho đỉnh) - Bằng phương pháp tọa độ vng góc dựa vào địa vật rõ, gần (tọa độ đỉnh chuyển địa vật xác định đồ) - Để khảo sát tuyến, ta cắm số tiêu tuyến đỉnh chuyển, đặc biệt chỗ vượt sơng, mương xói, chỗ giao với đường lớn, chỗ địa hình phức tạp Nếu thấy hướng tuyến không tốt, khối lượng đào đắp lớn xê dịnh tiêu thay đổi hướng xác định lại đỉnh chuyển thay cọc gỗ mốc bê tơng, -7- B Đo góc đỉnh • Đo góc bên phải β , β , K β n máy kinh vĩ kỹ thuật độ xác m β = ± 30" • Tính góc ngoặt theo công thức: Khi đường ngoặc sang phải θ = 180 o − β (2-16) θ = β − 180 (2-17) Khi đường ngoặc sang trái Đo góc phương vị từ thuận, nghịch tất cạnh la bàn Bố trí điểm thẳng hàng nằm đường nối đỉnh chuyển cách 500-800m cách bố trí góc 180o theo vị trí ống kính o • • C Đo dài • • • • • Đo dài đỉnh chuyển điểm thẳng hàng Chủ yếu đo máy đo dài điện quang Tiến hành song song với cơng tác đo góc Hiệu chỉnh độ dốc góc nghiêng >2o Độ xác u cầu đo cạnh 1:1000-1:2000 tùy theo điều kiện địa hình Dựa vào kết đo dài, đo góc, đo góc nối với điểm tọa độ sở tiến hành bình sai tính tọa độ đỉnh chuyển Đo dài bố trí cọc lộ trình điểm mặt cắt ngang • Chủ yếu dùng thước thép, đo máy đo dài điện quang để bố trí cọc lộ trình cách 100m • Bằng thước thép đo khoảng cách từ cọc lộ trình đến điểm phụ (điểm đặc trưng địa hình) điểm mặt cắt ngang • Khoảng cách 100m cọc lộ trình khoảng cách ngang nên bố trí phải đo độ dốc mặt đất để hiệu chỉnh • Khi sử dụng máy đo dài điện quang định tuyến ngồi thực địa, thường khơng bố trí cọc lộ trình 100m mà đo khoảng cách cọc phụ Khi lý trình (số hiêu cọc) cọc phụ xác định cách cộng dồn khoảng cách chúng Sau vẽ cọc phụ lên mặt cắt, ta xác định cọc lộ trình cách bố trí mặt cắt khoảng cách 100m, cao độ đen cọc xác định cách nội suy đồ thị Khi thi công tuyến đường ta bố trí cọc lộ trình thực địa q trình khơi phục tuyến đường -8- D Bố trí điểm đường cong chuyển cọc lộ trình cọc phụ sang đường cong I Bố trí điểm đường cong Đường cong đường cong trịn đường cong tổng hợp (đường cong chuyển tiếp + đường cong tròn) Để đơn giản ta đề cập tới đường cong trịn 1.Ký hiệu số hiệu cọc (lý trình) - Đỉnh ngoặt CĐN - Điểm đầu CTđ - Điểm CG - Điểm cuối CTc 2.Tính lý trình điểm Nếu biết lý trình CĐN đỉnh ngoặc ta tính lý trình điểm khác sau: CTđ = CĐN – T (2-18) CTc = CTđ + K CTc = CĐN + (T – D) (2-19) CG = CTđ + ½K CG = CTc – ½K (2-20) θ Rθ Trong đó: T= Rtg K= (2-21) ρ T - tiếp cự , K – chiều dài đường cong trịn, R – bán kính đường cong trịn , θ - góc chuyển 3.Cách bố trí • Bố trí điểm đầu Tđ từ cọc lộ trình phía trước gần • Bố trí cọc lộ trình hướng ĐN – Tc kéo dài cách: Từ đỉnh ngoặc ĐN bố trí đoạn D = 2T – K , coi cọc mút cuối đoạn đo dư D có lý trình CĐN, tiếp tục bố trí điểm cuối đường cong cọc lộ trình theo lý trình • Bố trí điểm đường cong cách đặt máy kinh vĩ ĐN, ngắm chuẩn đến Tđ, mở • β , hướng thước thép đo đoạn phân cự β Kiểm tra khoảng cách đỉnh chuyển (đỉnh ngoặt) công thức: S = C ĐN n =1 − C ĐN n + Dn (2-22) góc II.Chuyển cọc lộ trình cọc phụ lên đường cong • Các cọc lộ trình cọc phụ tiếp cự phải chuyển lên đường cong phương pháp tọa độ vng góc sử dụng cơng thức: X = Rsin ϕ (2-23) ϕ Y = 2Rsin2 Trong đó: (2-24) kp (2-25) R k : cung trịn tính từ điểm đầu đường cong Tđ đến cọc lộ trình cọc phụ cần chuyển (theo lý trình chúng) ϕ= -9- Ví dụ: Chuyển C48 từ tiếp cự lên đường cong có R = 600m • • k = C48 – C47+22.71 = 77.29 m 77.29 × 57 o.3 ϕ= = o.38 600 Χ = 600 sin o.38 = 77.07 m o.38 Υ = × 600 × sin = 4.97 m k – x = 77.29 – 77.07 = 0.22 m Điểm phụ C48+25m điểm đặc trưng địa hình tiếp tuyến nên khơng chuyển lên đường cong mà phải xác định điểm đặc trưng địa hình (điểm phụ) đường cong Để làm việc việc chuyển lên đường cong cọc C48+25m ta chuyển thêm cọc C48+15m (chọn) Sau xác định điểm phụ đường chuyền C48+15+4= C48+19m nằm A E Đo cao tuyến đường Bố trí, chơn mốc thủy chuẩn nằm cách tim đường 20-30m • Mốc cố định bê tông chôn cách 20-30km số chỗ đặc biệt (chỗ giao với đường ô tô, khe lở, gần cầu lớn, điểm dân cư) • Mốc tạm thời đóng cọc gỗ gắn địa vật ổn định (nền nhà, chân cột điện, hố ga, mồ mả…) cách 2-3km Phương pháp, độ xác • Đo cao hình học kỹ thuật , tầm ngắm 150-200m, sai số khép độ cao cho phép: f hgh = ±50 Lkm (mm) • Đo máy Nivơ (đối với tuyến đường dài > 50km) + Máy Nivô 1: (máy chính) Đo cọc lộ trình, cọc phụ, mốc tiêu chuẩn cố định, tạm thời hố khoan địa chất + Máy Nivô 2: Đo điểm thủy chuẩn cố định, tạm thời cọc mặt cắt ngang Đo máy Nivô mia hai mặt (đối với tuyến < 50km) đo cao điểm nói • F Đo nối tuyến đường vào mốc tọa độ cao độ quốc gia Mục đích: • Kiểm tra đánh giá độ xác kết đo tuyến • Tăng cường độ xác xác định tọa độ độ cao điểm • Lập bình đồ mặt cắt hệ thống tọa độ độ cao quốc gia Đo nối với điểm khống chế tọa độ quốc gia • Thường qui định: - Nếu điểm trắc địa sở nằm cách tuyến < 3km L ≤ 25km - Nếu điểm trắc địa sở nằm cách tuyến 3-10km L ≤ 50km - 10 - Vị trí cầu đường lên cầu chọn phải cố định mốc bê tơng xác định lý trình C Đo vẽ chỗ cầu vượt sơng Đo vẽ bình đồ vùng vượt sơng • Phạm vi đo vẽ (xem hình vẽ) L : Chiều rộng sơng lúc nước lũ cao • Tỉ lệ đo vẽ: • Tỉ lệ đo vẽ: 1:500 (h = 0,5m) 1:5000 sông rộng < 50m 1:10000 sơng rộng > 500m • Hệ thống tọa độ giả định (lấy trục AB làm trục YZ), hệ thống cao độ quốc gia (nhất thiết) • Nội dung bình đồ: địa vật, dáng đất (đặc trưng: vị trí sụt lở, vực bãi bồi, mũi đất, cơng trình sông, bến tàu, bến phà…), trạm thủy văn, phương án chỗ vượt sông, ranh nước lũ cao lịch sử ranh nước lũ thời gian khảo sát, hướng dịng chảy • Bình đồ vùng vượt sông sử dụng để thiết kế kỹ thuật, thiết kế tổ chức thi công, thiết kế lưới tọa độ sở thi cơng Đo vẽ bình đồ khu vực xây dựng cầu • Phạm vi đo vẽ (xem hình vẽ) l : Khẩu độ nước cầu (tổng chiều dài nhịp tĩnh) 1:1000 (h = 0,5m) Sông nhỏ, cầu ngắn DT < 10ha Cầu dài 300-500m DT < 50ha - 18 - 1:2000 (h = 1,0m) • • Cầu dài > 500m DT > 50ha Sử dụng hệ thống tọa độ cao độ đo vẽ vùng vượt sông Dùng để thiết kế chi tiết lập vẽ thi công cầu đường lên cầu § 3-3 XÁC ĐỊNH ĐỘ DÀI CHỖ CẦU VƯỢT SÔNG A Khái niệm chung • • Định nghĩa : Độ dài chỗ cầu vượt sông khoảng cách điểm cố định nằm hai bên bờ sơng, ngồi vùng ngập, đánh dấu vị trí tim cầu tương lai (Điểm A B hình vẽ trước) Hai điểm đo nối với điểm tọa độ sở cọc lộ trình tuyến đường để xác định vị trí tương đối cầu tương lai với địa hình địa vật với tuyến đường B Trong giai đoạn khảo sát - Yêu cầu định độ dài chỗ cầu vượt sơng với độ xác không 1:5000 Trước sử dụng phương pháp đo dài gián tiếp: thị sai Đanhilốp, thị sai đáy ngắn sử dụng mia Bala Ngày nay: đo dài điện quang C Trong giai đoạn xây dựng cầu Độ xác xác định độ dài chỗ cầu vượt sông phụ thuộc vào độ xác xây dựng cầu (sai số chế tạo lắp ráp kết cấu nhịp) • Chiều dài cầu tính theo cơng thức (xem hình) n n −1 l l L = ∑ l i + ∑ p i + (q1 + q ) li : pi : Chiều dài tính tốn kết cầu nhịp Khoảng cách trục gối - 19 - (3-1) q : n : Khoảng cách trục gối tim mố cầu Số nhịp cầu • Sai số trung phương xác định chiều dài cầu Từ (3-1) ta có: n 2 m L = ∑ ml2i + (n − 1)m + 2m q p (3-2) l m li = li T - Sai số trung phương chế tạo lắp ráp kết cấu nhịp Đối với cầu có kết cấu phức tạp T = 10000 Đối với cầu có kết cấu đơn giản T = 6000 mp - SSTP vị trí tương hỗ theo hướng dọc tim gối kế trụ m p = 0,5 cm (vì gối cầu bố trí từ tâm trụ cầu phía sai số lắp đặt gối cầu 0,5cm) mq - Sai số trung phương bố trí gối cầu từ tâm mố cầu 0,5cm Thay trị số mli , mp, mq vào công thức (3-2) ta được: ( ⎛l ⎞ m L = ∑ ⎜ i ⎟ + (n − 1) 0,5 l ⎝T ⎠ n ) + 2(0,5) 2 ⎛l ⎞ m L = ∑ ⎜ i ⎟ + (n − 1)0,5 + 0,5 l ⎝T ⎠ n m L = n ∑ l ⎛ li ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ T ⎠ + 0,5n (3-3) Ví dụ: Cầu có 12 nhịp (n = 12), chiều dài trung bình nhịp 100m, thuộc loại có kết cầu phức tạp ⎛ 10000 ⎞ m L = 12⎜ ⎟ + (0,5 × 12 ) = 4,2 cm ⎝ 10000 ⎠ Độ xác xác định chiều dài cầu độ xác xác định chỗ cầu vượt sông Sai số tương đối là: mL 4,2cm = = L 120000 28571 Đo máy đo dài điện quang § 3-4 LƯỚI TỌA ĐỘ CƠ SỞ THI CÔNG CẦU A Độ xác - 20 - (3-4) - Sai số trung phương vị trí điểm tâm trụ cầu xác định từ điểm trắc địa sở mtc ≤ ± 20mm (3-5) Từ đó, sai số trung phương vị trí điểm lưới tọa độ sở m ± 20mm = ±10 mm (3-6) M = tc = 2 - Suy sai số trung phương thành phần mx = my = 10 = ± mm (3-7) B Hình thức lưới Đo khoảng cách hai điểm đánh dấu tim cầu Khi xây dựng cầu cỡ trung bình nhỏ để làm sở thi cơng cần đo xác khoảng cách hai điểm đánh dấu tim cầu hai bên bờ sơng với độ xác tính theo: m l = T 2L (3-8) mo – SSTP xác định tâm trụ cầu L – Chiều dài chỗ cầu vượt sông l = T Ví dụ: Với mo = 20mm, L = 200m Đo máy đo dài điện quang Lưới tam giác thi cơng cầu: a Các dạng lưới: • Lưới đo góc: - Lưới tứ giác trắc địa kép - Lưới tứ giác trắc địa + lưới tam giác - Lưới trung tâm kép • Lưới tứ giác trắc địa đo cạnh kép • Lưới tứ giác chéo đo góc cạnh (H.1) (H.2) (H.3) (H.4) (H.5) - 21 - 20 200000 = 14000 (3-9) • Việc chọn dạng lưới tam giác thi công cầu xuất phát từ yêu cầu bố trí tâm trụ cầu từ điểm phương pháp giao hội góc thuận đảm bảo độ xác mo = 20mm • Dù dạng góc tam giác nên > 27o • Tỉ số cạnh bờ (ví dụ AE) với cạnh qua sông AB gọi độ dẹt l tốt 0,5: l= AE = ,5 AB (3-10) b Độ xác đo góc, cạnh lưới tam giác đo góc * m β = 1"÷2" (Độ xác cao, cạnh ngắn, có cạnh đo dọc sơng) mb 1 = ÷ b 200000 300000 Trước đo dây Inva, đo đo dài điện quang * C Một số đặc điểm cần lưu ý: Đo yêu cầu độ xác đo góc cao (1"÷2") , cạnh lại ngắn nen phải lưu ý đến sai số định tâm máy định tâm ngắm TM làm mốc định tâm trực tiếp bê tông ống thép Lưới sử dụng để bố trí cơng trình tính theo hệ tọa độ giả định lấy tim cầu làm trục X điểm A đầu tim cầu làm gốc tọa độ Hạn chế ảnh hưởng chiết quang ngang cách: - Nâng tia ngắm lên khỏi mặt đất > 2m - Thay đổi thời gian đo góc: Ban ngày, ban đêm, lúc trời râm mát, gió nhẹ Lưới tam giác thi cơng cầu bình sai chặt chẽ tính tốn theo lưới độc lập lấy tim cầu làm trục X điểm A tim cầu làm gốc tọa độ Lưu ý: Ngày sử dụng kỹ thuật GPS (hệ thống định vị toàn cầu) để lập lưới sở thi công cầu thuận lợi, đơn giản xác § 3-5 BỐ TRÍ TÂM MỐ CẦU VÀ TÂM TRỤ CẦU A Phương pháp giao hội góc thuận - 22 - Lập vẽ thi công Bản vẽ thể hiện: - Điểm khởi đầu A,B có đo nối với cọc lộ trình - Các cọc lộ trình - Lý trình mố cầu, trụ cầu - Tọa độ điểm A, B, O1,O2…O4 khoảng cách chúng - Các điểm tam giác thi công cầu - Từ điểm tam giác bố trí trụ cầu với trị số góc giao hội từ điểm có điểm tam giác điểm A B Tiến hành bố trí a Trường hợp sơng cạn, hẹp • Bố trí: Bố trí sơ O2 để đắp thành đảo nhỏ Bố trí xác tâm trụ cầu O2 phương pháp giao hội góc thuận, xác định để đánh dấu điểm bảng ngắm có dọi tâm quang học Giao hội hai vị trí ống kính, dọi xuống đất điểm, xác định điểm O2 Kiểm tra máy kinh vĩ xem O2 bố trí có nằm hướng AB ? - Nếu độ lệch < 1,5 – 2,0cm ∧ dời lên xuống AB - Nếu độ lệch >1,5 – 2,0cm ∧ Chính xác hóa phương pháp tam giác - 23 - • Đánh dấu hướng giao hội: Để tiện khơi phục tâm O2 cần thiết, ta đánh dấu hướng giao hội cách: Đóng thêm điểm (ĐD6) bên bờ bờ với điểm đứng máy (6) • Ước tính độ xác góc giao hội Sử dụng công thức: M gh = ( ' m β2 l + l 2 ρ sin γ '2 ) + m (l 5− b + l − l 1l cos γ ) (3-11) Trong đó: l 1l : Chiều dài cạnh giao hội m β : Sai số trung phương bố trí góc giao hội γ m5 − : Góc giao hội : Sai số trung phương vị trí tương hỗ điểm gốc 6: Bằng sai số trung phương vị trí điểm Nếu: γ = 90o , l = l = l b = 2l , l + l − l 1l cos γ = l , cos γ = cơng thức (A) có dạng: M gh = mβ ρ b2 + m5 − (3-12) Từ (3-12) ta cơng thức tính sai số trung phương bố trí góc giao hội: mβ = " ρ" b M gh − m5−6 (3-13) Ví dụ: b = 1200m, m5-6 = 10mm, Mgh = 20mm TM m β = 3”,2 TM Để đảm bảo bố trí tâm trụ cầu với độ xác 20mm ta phải bố trí góc giao hội với m β = ±3" b Trường hợp sơng rộng sâu: • • • - 24 - Đầu tiên khuôn phao kéo đến vị trí thi cơng Hai máy kinh vĩ đặt hai điểm toạ độ sở 5,6 Bằng hai vị trí ống kính mở góc giao hội β K β , điều khiển cho tâm O khuôn phao vào vị trí tâm trụ thiết kế (sử dụng đàm) Máy kinh vĩ thứ đặt A ngắm chuẩn B điều khiển đưa trục ngang CD khuôn phao trùng hướng tim cầu AB Trong thời gian thi công cầu công việc cần thường xuyên lặp lại để hướng dẫn kiểm tra trình thi cơng B Phương pháp bố trí trực tiếp Bằng thước thép xác Khi bố trí cầu cạn sử dụng thước thép xác (kiểm nghiệm thước, đo nhiệt độ, căng thước lực kế, đo sàn cơng tác nằm ngang…) bố trí khoảng cách thiết kế tâm trụ cầu từ điểm khởi đầu A theo tim cầu Bằng máy đo dài điện quang Đầu tiên hướng AB bố trí sơ tâm trụ cầu để đắp đảo nhỏ đóng cọc bê tơng Sau bố trí xác khoảng cách nằm ngang từ A đến điểm O1,O2 B Để kiểm tra đem máy sang B đo khoảng cách nằm ngang đến điểm O1,O2, A Theo hiệu số khoảng cách đo tính độ dài nhịp cầu, so sánh với độ dài thiết kế, không vượt trị số cho phép cố định tâm mố, trụ cầu thức để chuyển sang bố trí chi tiết mố trụ cầu - 25 - Phần IV NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG CÔNG TÁC GIÁM SÁT TRẮC ĐỊA - 26 - § 4-1 GĨC PHƯƠNG VỊ & PP ÐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG THẲNG Một đường thẳng muốn xác định lên đồ cần phải biết chiều dài hướng Trong trắc địa, để định hướng đường thẳng, người ta quy ước chọn hướng làm chuẩn: hướng Nam - Bắc đường kinh tuyến đất Dựa vào hướng chuẩn để xác định hướng đường thẳng Góc phương vị đường thẳng: góc kể từ hướng Bắc đường kinh tuyến tính thuận chiều kim đồng hồ tới đường thẳng Trên hình – 5, góc phương vị đường MN αMN Góc phương vị biến thiên từ 00 tới 3600 Góc thu hẹp kinh tuyến γ: Xét điểm A B mặt đất có vĩ độ φ đường kinh tuyến gặp cực đất nên kinh tuyến qua A B không song song với mà hợp với góc γ (hình – 6) Góc γ đ ược gọi góc thu hẹp kinh tuyến Vì AB= d cung nhỏ so với kích thước đất nên coi AB cung vịng trịn tâm T bán kính AT, thế: d γ= AT Xét tam giác vng góc ATO vng A, ta có: - 27 - AT = AO tg (900- φ) = R cotg φ = Vậy γ= R tgϕ d tg φ R Tại vùng Hà Nội (φ = 210), với d = km γ” = tg 210 206265”= 12”/km 6371 Kết tính tốn cho thấy đo đạc khu vực nhỏ, khoảng cách điểm khơng lớn lắm, coi đường kinh tuyến điểm mặt đất song song với Góc phương vị thực góc phương vị từ : Góc phương vị lấy kinh tuyến đất gọi góc phương vị thực Muốn có góc phương vị thực đường thẳng phải tiến hành đo đạc thiên văn Qua nghiên cứu tính chất kim nam châm mỏng, nhẹ dao động tự trục thẳng đứng, người ta thấy kim đứng im, trục kim nằm theo hướng cố định; phương trục kim gọi phương đường kinh tuyến từ (hình – 7) Vậy Góc phương vị từ đường thẳng góc kể từ hướng Bắc đường kinh tuyến từ, tính thuận chiều kim đồng hồ tới đường thẳng Kinh tuyến từ kinh tuyến thực khơng trùng màtạo với thành góc δ , góc lệch δ gọi độ từ thiên Nếu kim nam châm lệch sang phía đơng kinh tuyến thực, δ có tên gọi “góc từ thiên đơng”; lệch sang phía tây, δ có tên gọi “góc từ thiên tây” Độ từ thiên δ biến động theo vị trí địa lý điểm mặt đất, theo tình hình hoạt động núi lửa, động đất, tình hình xuất vết đen mặt trời Giá trị dấu δ thường ghi vào đồ: giá trị trung bình δ vùng nằm giới hạn tờ đồ - 28 - § 4-2 KHÁI NIỆM VỀ SAI SỐ Các dạng đo sai số đo Muốn biết giá trị đại lượng chiều dài đoạn thẳng hay độ lớn góc, phải tiến hành đo, q trình so sánh đại lượng Trong thực tế có khơng thể hay khơng tiện so sánh trực tiếp đại lượng cần đo với đơn vị loại Khi người ta đo trực tiếp đại lượng liên quan tính đại lượng cần tìm Chính mà trắc địa người ta chia làm hai dạng đo Đo trực tiếp: phép đo cho giá trị số đại lượng cần đo Đo chiều dài đoạn thẳng thước thép, đo góc máy kinh vĩ, đo góc phương vị từ địa bàng, đo chênh cao máy thuỷ bình, mà ta có dịp nói đến chương sau phép đo trực tiếp Kết lần đo đại lượng giá trị gần Độ lệch giá trị đo giá trị đại lượng gọi sai số đo Nếu gọi X giá trị thực (giá trị đúng) l giá trị đo Δ = l – X sai số thực kết đo l đại lượng Đo gián tiếp: trường hợp đo trực tiếp đại lượng khác thông qua tính tốn mà tìm giá trị gián tiếp cần tìm Ta thấy rõ ràng đại lượng đo gián tiếp hàm đại lượng đo trực tiếp Ví dụ muốn biết chu vi vòng tròn ta đo trực tiếp đường kính tính theo cơng thức L = ΠD Rõ ràng L hàm D Nếu đường kính d có sai số ΔD chu vi vịng trịn L có sai số ΔL, cụ thể L + ΔL= π (D+ ΔD) Do ΔL = π ΔD Như sai số thực đại lượng đo gián tiếp hàm sai số thực đặc trưng đo trực tiếp có liên quan § 4-3 NHỮNG NGUN NHÂN SINH RA SAI SỐ VÀ CÁCH PHÂN LOẠI SAI SỐ Nguyên nhân sinh sai số Như biết hầu hết phép đo trắc địa tiến hành điều kiện phức tạp nên có nhiều nguyên nhân sinh sai số kết đo Các nguyên nhân là: a Do dụng cụ, mày móc đo Nguyên nhân chủ yếu thân dụng cụ đo xác Ví dụ thước thép có chiều dài danh nghĩa 20m so sánh với thước mẫu, thước dài 19,99m Như không kiểm nghiệm thước lần đo phạm phải sai số +1cm b Do người đo Nguyên nhân chủ yếu giác quan người đo gây nên - 29 - c Do môi trường Nguyên nhân chủ yếu thời tiết địa hình vùng đo làm ảnh hưởng đến độ xác kết đo Phân loại sai số Có thể phân loại sai số theo nguyên nhân tính chất sai số Trong thực tế tách sai số nguyên nhân sinh sai số Vì nên phân loại theo tính chất sai số Theo tính chất sai số đo, ta chia sai số làm loại: a Sai số thô – Sai số chủ yếu nhầm lẫn hay thiếu thận trọng lúc đo hay lúc tính kết đo sinh Sai số thơ thường có giá trị lớn dễ phát tiến hành đo hay tính kiểm tra b Sai số hệ thống – Sai số sinh nguyên nhân xác định trị số dấu Sai số hệ thống thường máy móc, dụng cụ đo gây Ví dụ dùng thước thép có chiều dài ngắn so với thước tiêu chuẩn 1cm để đo đoạn thẳng lần đặt thước phạm phải sai số -1cm phải đặt thước lần hết chiều dài đoạn đo kết nhận phép đo có sai số x (-1cm) = -5cm Sai số hệ thống nhiệt độ thay đổi gây nên trường hợp kiểm nghiệm thước nhiệt độ 200C đo thực tế nhiệt độ lại 250C Ở nhiệt độ 250C thân thước dài thêm lượng Δl = al (250C-200C) a hệ số nở dài thước l chiều dài thước Nhìn chung, ta thấy đa số sai số hệ thống biết trước đo kiểm nghiệm lại dụng cụ, máy móc đo c Sai số ngẫu nhiên – Sai số sinh nguyên nhân khác tác động đến kết đo theo chiều hướng độ lớn khác Vì sai số ngẫu nhiên xuất khơng có qui luật định Ví dụ đo chiều dài thước thép ngồi ngun nhân thước sai hay xác, nhiệt độ lúc đo khác lúc kiểm nghiệm cịn có ngun nhân khác lực kéo thước không hay không với lực cần đủ để làm căng thước, thước kéo đất phẳng hay gồ ghề, gió thổi mạnh hay yếu, người đọc số đo đầu thước có kịp thời xác hay khơng v.v… Tất nguyên nhân tác động đồng thời khoảnh khắc lên số đọc đầu thước theo chiều hướng độ lớn khác Chính mà ta khơng thể biết sai số ngẫu nhiên xuất nào, nên khơng thể có biện pháp loại trừ sai số ngẫu nhiên Như sai số ngẫu nhiên sai số khơng thể tránh kết đo Nó đóng vai trị định độ xác kết đo Sai số xuất kết khơng có qui luật nghiên cứu nhiều dãy kết đo có số lần đo lớn thường có sai số ngẫu nhiên tuân theo luật thống kê có tính chất đặc biệt là: Về trị số tuyệt đối, sai số ngẫu nhiên không vượt giới hạn định Giới hạn phụ thuộc vào điều kiện đo phương pháp đo Những sai số ngẫu nhiên có trị tuyệt đối nhỏ thường xuất nhiều sai số ngẫu nhiên có trị tuyệt đối lớn - 30 - Những sai số ngẫu nhiên có dấu dương sai số ngẫu nhiên có dấu âm thường xuất với số lần độ lớn số lần đo lớn Số trung bình cộng sai số ngẫu nhiên tiến đến “0” số lần đo tăng lên vơ hạn Tính chất thứ tư kết tính chất đầu viết dạng biểu thức [Δ] = lim n → ∞ n Trong sai số thường dùng dấu tổng trị số [ ] thay dấu Σ § 4-4 TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO TRỰC TIẾP Trong trắc địa, đại lượng thường đo nhiều lần Mỗi lần đo cho kết kết đo thường khác chút Muốn biết mức độ xác phép đo độ tin cậy giá trị cuối lựa chọn cho đại lượng đo đó, ta dựa vào tiêu chuẩn đánh giá độ xác sau đây: Sai số trung bình trị trung bình trị tuyệt đối sai số thực dãy kết đo, nghĩa Δ + Δ + + Δ n θ= n [Δ ] θ= n Sai số trung phương ta có bình phương sai số trung phương trị trung bình bình phương sai số thực dãy đo, nghiã Δ2 + Δ22 + Δ n m2 = n Δ2 m2 = n Do [ ] m= [Δ ] n Sai số trung phương sai số trung bình sai số đại diện cho lần đo Thực thế, dãy đo kết đo thứ có sai số Δ1, kết thứ hai – Δ2, v.v… nhìn chung kết đo có sai số m hay θ Vì so sánh kết đo đại lượng với kết đo đại lượng khác hay so sánh kết nhóm với kết đo đại lượng nhóm khác, so sánh kết lần đo cụ thể với mà so sánh đại diện chúng với mà thơi - 31 - Sai số trung bình sai số trung phương tiêu chuẩn đánh giá độ xác dãy đo sai số trung phương làm bật sai số có trị số lớn, nghĩa làm bật tính tản mạn kết đo hơn, nên dùng nhiều -o0o Thay Lời Kết : Những sai sót công tác trắc địa thường dẫn đến hậu nghiêm trọng, sai lệch tọa độ dẫn đến việc định vị sai hố móng, sai tim, sai lệch cao độ dẫn đến việc lệch lạc không gian kiến trúc, ảnh hưởng đến công tác đào đắp thi cơng lao lắp cấu kiện…Do giám sát cơng tác trắc địa nói riêng cơng tác giám sát thi cơng nói chung xây dựng cơng trình cơng tác khó khăn phức tạp đòi hỏi người tư vấn giám sát phải nắm vững kiến thức, có kinh nghiệm thực tế, có đức tính kiên trì cẩn trọng, có tinh thần trách nhiệm cao cơng việc, để cơng trình ln thi cơng quy trình quy phạm, hồn thành với chất lượng cao, đáp ứng tốt công sử dụng đạt tuổi thọ lâu bền ! -o0o - - 32 - ... tốn cơng trình, lập hồ sơ đấu thầu phục vụ cho công tác mời thầu định thầu Khảo sát để lập thiết kế vẽ thi công : Được thực để phục vụ cho thi công cầu, đường đường ôtô theo phương án duyệt (Khi... dấu cọc 100m cọc phụ cọc dấu ⊥ hướng tuyến bên hai bên, cách > 3m cách phạm vi thi công > 2m - Nếu thi công thủ công: Không cần đánh dấu cọc chi tiết, cần để lại ụ đất xung quanh cọc (đường kính... khôi phục tuyến trước thi công phải chuyển đến đơn vị thiết kế xem xét giải - 14 - Phần III GIÁM SÁT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH CẦU - 15 - § 3-1 NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA XÂY DỰNG