thành lập lưới khống chế thi công công trình cầu

đồ án tôt nghiệp: thành lập lưới khống chế thi công công trình cầu LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một trong những quốc gia đang trên con đường phát triển mạnh mẽ đi lên hoà nhập với cộng đồng thế giới. Nhà nước và nhân dân ta đã và đang không ngừng xây dựng cơ sở hạ tầng tạo các cây cầu nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải và lưu thông hàng hoá cho phù hợp là nhiệm vụ hàng đầu trong chiến lược chung của Đảng và nhà nước ta. Giao thông và hệ thống các công trình giao thông có thể xem là “mạch máu” của mỗi quốc gia. Hệ thống giao thông có vai trò quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến sự phát triển của nền kinh tế đất nước đồng thời là nhịp cầu giao lưu kinh tế, văn hóa, chính trị giữa các vùng, các quốc gia trên toàn thế giới. Giao thông còn đảm bảo sự ổn định về công tác an ninh, quốc phòng của mỗi quốc gia. Đặc biệt trên các tuyến đường giao thông luôn có các cây cầu để vượt các chướng ngại vật do đó vấn đề xây dựng và mở rộng hệ thống các cây cầu để đáp ứng kịp thời nhu cầu pháp triển đất nước là nhiệm vụ hàng đầu. Khi xây dựng các công trình cầu, công tác trắc địa là một trong những công tác quan trọng và luôn đi trước một bước nhằm đảm bảo cho việc thiết kế và thi công các công trình cầu chính xác và đảm bảo an toàn cho công tác xây dựng cũng như việc quản lý khai thác, sửa chữa và nâng cấp sau này. Xuất phát từ yêu cầu thực tế nói trên trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp tôi đã nhận đề án tốt nghiệp là: Nghiên cứu phương pháp thiết kế và thành lập lưới khống chế thi công công trình cầu. Nội dung chính của đề tài được thể hiện trong 3 chương: Chương 1: Đặc điểm công trình cầu. Chương 2: Các phương pháp thành lập lưới khống chế thi công công trình cầu . Chương 3: Thiết kế lưới khống chế thi công cho công trình cầu vượt đường vào cảng Cái Lân và ga Cái Lân . Chương 4:Chuyển thiết kế lưới khống chế thi công cho công trình cầu vượt đường vào cảng Cái Lân và ga Cái Lân ra thực địa và công tác trắc địa trong bố trí công trình cầu. Với tinh thần làm việc nghiêm túc và nổ lực phấn đấu của bản thân dưới sự hướng dẫn tận tình thầy giáo TS. Phạm Công Khải và các thầy cô giáo trong khoa trắc địa, nay bản đồ án đã được hoàn thành đúng thời hạn. Nhưng do hạn chế về thời gian và trình độ nên bản đồ án tốt nghiệp này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy giáo, cô giáo trong khoa trắc địa cùng các bạn đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội ngày tháng năm2008 Sinh viên thực hiện : Vũ Hoàng Sơn

Mục lục

Lời Nói Đầu ……….……… ………2

Chơng 1: Đặc Điểm Công Trình Cầu ……….………3

1.1 Khái niệm về công trình cầu……… .… ……….3

1.2.Nội dung công tác trắc địa trong xây dựng công trình cầu…….…….4

1.3.Yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa trong giai đoạn khảo sát và thiết kế công trình ……… … ……… ………7

Chơng 2 : Thiết Kế Lới Khống Chế Mặt Bằng Và Độ Cao Trong Thi Công Công Trình Cầu……… ……… …… …… …… …… 12

2.1.Pơng pháp thành lập và thiết kế sơ đồ lới……… .… ……… 12

2.2 Ước tính độ chính xác thành lập lới……… … ………… … 18

2.3 Tổ chức đo đạc các mạng lới……… … …… ………… 27

2.4 Xử lý số liệu đo đạc lới khống chế thi công…… … ……….38

2.5 Thành lập lới khống chế độ cao thi công……… … .43

Chơng 3: Thiết Kế Lới Khống Chế Thi Công Cầu Vợt đờng vào Cảng Cái Lân và ga Cái Lâm……… ……… …… ……… 51

3.1.Đặc điểm công trình và các yếu tố kỹ thuật cơ bản…… …… …….52

3.2.Các phơng án thiết kế lới……… … ……… 52

3.3.Ước tính độ chính xác……… …… … …………56

Chơng 4 : Chuyển Lới Thiết Kế Ra Thực Địa Và Công Tác Trắc Địa Trong Bố Trí Công Trình Cầu … ………… …… …… ……… ……… 70

4.1.Chuyển lới thiết kế ra thực địa……… …… ……… ……… 70

4.2.Công tác trắc địa trong bố trí công trình cầu Vợt bàn cờ đờng vào cảng Cái Lân và ga Cái Lân ……… … … … ……… 74

Kết Luận ……… …… ……… …… ……….78

Tài Liệu Tham Khảo ……… …… … … ………… … … 79

Lời nói đầu

Việt Nam là một trong những quốc gia đang trên con đờng phát triểnmạnh mẽ đi lên hoà nhập với cộng đồng thế giới Nhà nớc và nhân dân ta đã và

đang không ngừng xây dựng cơ sở hạ tầng tạo các cây cầu nhằm đáp ứng nhucầu vận tải và lu thông hàng hoá cho phù hợp là nhiệm vụ hàng đầu trong chiếnlợc chung của Đảng và nhà nớc ta

Giao thông và hệ thống các công trình giao thông có thể xem là “mạchmáu” của mỗi quốc gia Hệ thống giao thông có vai trò quan trọng và có ý nghĩaquyết định đến sự phát triển của nền kinh tế đất nớc đồng thời là nhịp cầu giao lukinh tế, văn hóa, chính trị giữa các vùng, các quốc gia trên toàn thế giới Giaothông còn đảm bảo sự ổn định về công tác an ninh, quốc phòng của mỗi quốcgia Đặc biệt trên các tuyến đờng giao thông luôn có các cây cầu để vợt các ch-ớng ngại vật do đó vấn đề xây dựng và mở rộng hệ thống các cây cầu để đáp ứngkịp thời nhu cầu pháp triển đất nớc là nhiệm vụ hàng đầu

Khi xây dựng các công trình cầu, công tác trắc địa là một trong nhữngcông tác quan trọng và luôn đi trớc một bớc nhằm đảm bảo cho việc thiết kế vàthi công các công trình cầu chính xác và đảm bảo an toàn cho công tác xây dựngcũng nh việc quản lý khai thác, sửa chữa và nâng cấp sau này

Xuất phát từ yêu cầu thực tế nói trên trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp tôi đã

nhận đề án tốt nghiệp là: Nghiên cứu phơng pháp thiết kế và thành lập lới

khống chế thi công công trình cầu Nội dung chính của đề tài đợc thể hiện

đ-Với tinh thần làm việc nghiêm túc và nổ lực phấn đấu của bản thândới sự hớng dẫn tận tình thầy giáo TS Phạm Công Khải và các thầy cô giáotrong khoa trắc địa, nay bản đồ án đã đợc hoàn thành đúng thời hạn Nhng dohạn chế về thời gian và trình độ nên bản đồ án tốt nghiệp này không thể tránhkhỏi những thiếu sót Tôi mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của thầy giáo, côgiáo trong khoa trắc địa cùng các bạn đồng nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn

Hµ Néi ngµy th¸ng n¨m2008

Sinh viªn thùc hiÖn :

Vò Hoµng S¬n

Cầu là một bộ phận cơ bản của hệ thống vợt các chớng ngại kể trên, nóbao gồm các mố cầu, các trụ cầu và các nhịp cầu Mố là bộ phận liên kết cầu vớicác đoạn cầu dẫn Các trụ đặt sâu dới lòng sông là chỗ tựa cho các dàn nhịp trên

+ Nhịp cầu là khoảng cách tính theo trục cầu giữa hai trục dọc của hai

điểm tựa ở hai đầu của nhịp đó

1.1.2 Phân loại cầu

Việc phân loại cầu đợc dựa trên những cơ sở sau đây:

Theo độ lớn( chiều dài cầu):

1.2.Nội dung công tác trắc địa trong xây dựng công trình cầu

Công tác trắc địa trong xây dựng các công trình cầu có một ý nghĩa đặcbiệt quan trọng, nó góp phần quan trọng vào tiến độ và thành quả của một công

trình Nội dung công tác trắc địa trong xây dựng công trình cầu đợc tiến hànhqua ba giai đoạn đó là: Giai đoạn khảo sát thiết kế, giai đoạn thi công, giai đoạn

đi vào khai thác sử dụng

1.2.1 Giai đoạn khảo sát thiết kế

Giai đoạn khảo sát thiết kế là một trong những nhiệm vụ đầu tiên của côngtác trắc địa, đợc tiến hành qua nhiều giai đoạn bao gồm: Thiết kế tiền khả thi,thiết kế khả thi, thiết kế kỹ thuật và lập bản vẽ thi công

a.Giai đoạn thiết kế tiền khả thi

Khi xây dựng cầu cần phải thu thập những tài liệu liên quan đến cầu để sơ

bộ đánh giá về sự cần thiết phải đầu t xây dựng công trình cầu về các thuận lợi,khó khăn và sơ bộ xác định vị trí, quy mô công trình, ớc tính tổng mức đầu t,chọn hình thức đầu t cũng nh đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế, xã hội của dự

án Công tác trắc địa chủ yếu trong giai đoạn này là:

+ Tìm hiểu lực lợng lao động trên khu vực khảo sát, chỉ rõ những khu vựctrọng tâm của cầu, nơi sẽ thực hiện chuyển lu giao thông của mình sang tuyến đ-ờng thiết kế

+ Xác định trên bản đồ tỷ lệ nhỏ các điểm khống chế, vạch ra các phơng

án có thể có trên bản đồ tỷ lệ 1/500  1/5000 Từ đó sơ bộ đánh giá khái quát u,khuyết điểm của từng phơng án

+ Khảo sát tuyến: Nhiệm vụ của giai đoạn này là thu thập tài liệu về các

điều kiện tự nhiên vùng công trình cầu ( địa hình, địa chất, thuỷ văn, nguồn cungcấp vật liệu xây dựng …), đồng thời điều tra và thu thập các tài liệu khảo sát đãthực hiện ( nếu có) và làm việc với cơ quan hữu quan về lợi ích (và cả khó khăn )trong xây dựng cũng nh trong khai thái công trình Kết quả khảo sát sơ bộ đềxuất đợc hớng cầu, ớc định đợc quy mô và giai pháp kinh tế kỹ thuật của côngtrình

+ Khảo sát thủy văn: Khảo sát thuỷ văn là thu thập các tài liệu sẵn có và

điều tra bổ sung(nếu cha có sẵn )về địa hình, địa chất, khí tợng, thuỷ văn, tìnhhình ngập lụt, chế độ dòng chảy của sông, suối trong dòng thiết kế đờng Làmviệc với các địa phơng các cơ quan hữu quan về các công trình đê đập thuỷ lợi,thuỷ điện hiện đang sử dụng và theo các quy hoạch tơng lai Sự ảnh hởng của cáccông trình này tới chế độ thuỷ văn dọc cầu và các công trình thoát nớc trên đờng,các yêu cầu của thuỷ lợi đối với việc xây dựng cầu và đờng Trên bản đồ có sẵnvạch đờng danh giới các lu vực tụ nớc, các vùng bị ngập (nếu có), tổ chức thị sátngoài thực địa để đánh giá, đối chiếu với các số liệu thu thập qua tài liệu lu trữ

do địa phơng và các cơ quan chức năng cung cấp

b Giai đoạn thiết kế khả thi

Giai đoạn này đợc thực hiện trên cơ sở các luận chứng kinh tế kỹ thuật đã

đợc chủ đầu t phê duyệt và xác định phạm vi đầu t xây dựng các công trình.Công việc trong bớc thiết kế khả thi bao gồm :

+ Tiến hành đo vẽ bình đồ, hoặc bình đồ ảnh ở ty lệ 1/5000  1/1000,khoảng cách đều giữa các điểm từ 2 5m

+ Khảo sát tuyến đờng: Quá trình khảo sát phải nghiên cứu các điều kiện

tự nhiên của vùng nh (địa hình, địa mạo, địa chất, thuỷ văn, nguồn vật liệu xâydựng …) Ngoài ra cần chú ý đến những tài liệu khảo sát đã tiến hành trongnhững năm trớc nếu có Kết quả khả sát phải đề xuất đợc hớng cầu và giải phápthiết kế cho phơng án tốt nhất, đề xuất giải pháp thi công đồng thời phải thoảthuận với chính quyền địa phơng và các cơ quan chức năng về hớng cầu và cácgiải pháp thiết kế chủ yếu

+ Khảo sát thủy văn: Yêu cầu khảo sát thuỷ văn là nghiên cứu các hồ sơthuỷ văn, địa hình, địa chất dọc tuyến đã thu thập đợc, đánh giá mức độ chínhxác và mức độ tỉ mỉ các số liệu, tài liệu đó so với yêu cầu khảo sát trong b ớcnghiên cứu tiền khả thi để lập kế hoạch bổ xung các tài liệu còn thiếu theo nhiệm

vụ và nội dung đặt ra trong bớc tiền khả thi

c Giai đoạn thiết kế kỹ thuật:

Sau khi phơng án khả thi đựoc trình duyệt lên cơ quan chủ quản xem xét

và phê chuẩn, đơn vị thiết kế tiến hành đa ra các thông số cụ thể của công trình(số làn xe, cấp đờng, tốc độ xe chạy, kết cấu mặt đờng ) Đề ra các phơng án thicông giải phóng mặt bằng, phơng án thi công và các giải pháp kỷ thuật

Nh vậy trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật phục vụ cho công trình là rất chitiết và cụ thể với mục tiêu là đa ra các phơng pháp công nghệ nhằm thi công vàxây dựng công trình Do đó nội dung của công tác trắc địa trong giai đoạn nàybao gồm các nội dung sau:

- Thành lập lới khống chế cơ sở mặt bằng và độ cao

- Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn của khu vực xây dựng

- Chuyển phơng án tối u đã chọn ra thực địa

- Đo vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang tại các cọc lý trình

- Cắm các mốc giải phóng mặt bằng

d.Giai đoạn lập bản vẽ thi công

Giai đoạn lập bản vẽ thi công là quá trình chi tiết hóa giai đoạn thiết kế kỷthuật bằng phơng pháp bằng bản vẽ thi công, để cung cấp chi tiết số liệu trên bản

vẽ cho các đơn vị thi công ngoài thực địa Vì vậy giai đoạn này phải chính xáchóa về về khảo sát địa hình, địa chất thủy văn để xác định các yếu tố địa hình

Nh vậy nội dung công tác trắc địa trong giai đoạn này bao gồm các nộidung sau:

- Đo kiểm tra mạng lới khống chế thi công công trình đã đợc thiết kế tronggiai đoạn thiết kế kỷ thuật.

- Đo kiểm tra lại một cách chính xác và chi tiết toàn bộ địa hình thi công

tỷ lệ lớn 1/500  1/200

- Thành lập mặt cắt dọc, cắt ngang của tuyến

- Khảo sát lại tuyến khôi phục lại tuyến trên thực địa, khảo sát thủy văn bổsung các số liệu còn thiếu trong bớc thiết kế kỷ thuật

1.2.2 Giai đoạn thi công

Sau khi giai đoạn khảo sát thiết kế đã hoàn thành công viêc tiếp theo củatrắc địa đó chính là chuyển sang giai đoạn thi công Giai đoạn thi công chính làquá trình sử dụng lới khống chế trắc địa phục vụ cho bố trí công trình và thi công

ở ngoài thực địa cả về mặt bằng và độ cao nhằm đảm bảo công trình đợc chínhxác và theo đúng thiết kế đề ra

Bản thiết kế tuyến đã thống nhất trong phòng trứơc đây đợc chuyển rathực địa theo các số liệu và bình đồ tổng thể của khu vực Từ các số liệu tọa độcác điểm đặc trng đã đợc xác định trứơc chúng ta tiến hành bố trí trên thực địa,

đo đạc và kiểm tra so với tọa độ các điểm đã thiết kế, từ đó đa ra phơng án hợp lýnhất để đảm bảo cho công trình đạt độ chính xác cao nhất, cũng nh có biện phápkhắc phục với những sự cố co thể sảy ra trong quá trình thi công

1.2.3 Giai đoạn khai thác sử dụng công trình

Công tác trắc địa trong thời kỳ này là thành lập mạng lới quan trắc chuyểndịch, biến dạng để theo dõi và đánh giá sự ổn định của công trình trong thời kỳ

đi vào vận hành

Việc thành lập các mạng lới quan trắc và thời gian quan trắc đợc phụthuộc vào từng loại công trình, đặc điểm của công trình và tính cấp thiết củacông trình

1.3 Yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa trong giai đoạn khảo sát và thiết kế công trình.

Một trong những nhiệm vụ chủ yếu của công tác trắc địa trong giai đoạnkhảo sát và thiết kế công trình chính là để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn trên khu vựcxây dựng, và lựa chọn phơng án thiết kế hợp lý nhất cho xây dựng công trình x

Do đó việc đòi hỏi yêu cầu về độ chính xác cả về mặt bằng lẫn độ cao là vấn đề

đặt lên hàng đầu của công tác trắc địa trong giai đoạn này

1.3.1 Độ chính xác về mặt bằng

1 Lới khống chế mặt bằng trên khu vực xây dựng công trình thờng thành lập đến

tỷ lệ 1:500 Lới đợc phân cấp thành nhiều bậc có thể tóm tắt nh sau:

Lới mặt bằng và độ cao nhà nớc(Lới tam giác, lới đa giác hạng II IV; lới thủy chuẩn hạng II IV)

Lới chêm dày khu vực(Lới giải tích hoặc đa giác cấp 1,2; thủy chuẩn kỹ thuật)

Lới khống chế đo vẽ(Đờng chuyền kin vĩ, lới tam giác nhỏ, lới giao hội…)

- Trờng hợp 1: Nếu lới khống chế mặt bằng chỉ thành lập với mục đích đo

vẽ địa hình nói chung thì tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác là “sai số trung phơng

vị trí điểm cấp khống chế cuối cùng so với điểm khống chế cơ sở” hay còn gọi là

“sai số tuyệt đối vị trí điểm”

Quy phạm quy định: Sai số vị trí điểm của lới khống chế đo vẽ so với

“sai số trung phơng vị trí tơng hỗ giữa hai điểm trên khoảng cách nào đó”

4 Công thức tính một số dạng lới

+ Lới tam giác đo góc: Đối với lới tam giác đo góc cần cố gắng thiết kếcác tam giác gần với tam giác đều Trong trờng hợp đặc biệt mới thiết kế các tamgiác có góc nhọn đến 200, còn các góc 1400.

Chẳng hạn dịch vị dọc của chuỗi tam giác gần đều, sau khi bình sai lớitheo các điều kiện hình đợc tính theo công thức:

m L =L

n

n n m b

m b

9

5 3 4 ) ( ) (

2 2





 (1.1)Trong đó: n – số cạnh trung gian trên trên đờng nối điểm đầu và điểm cuối của

chuỗi

b

m b

- sai số trung phơng tơng đối cạnh đáy

m - sai số trung phơng đo góc, dấu “ +” trớc 3n đợc lấy khi số lợng tamgiác là chẵn, còn dấu “ –” khi số lợng tam giác lẻ

Dịch vị ngang trong chuỗi tam giác nh trên đợc tính theo công thức:

- Khi số lợng tam giác trong chuỗi là chẵn

m .2 5 515

2 2

 

Trong đó m sai số trung phơng góc định hớng của cạnh gốc

+ Lới tam giác đo cạnh: Các chỉ tiêu cơ bản của lới này đợc nêu trongbảng sau:

3Sai số tơng đối giới hạn xác định

chiều dài cạnh

+ Lới đờng chuyền

Tùy thuộc vào diện tích và hình dạng kích thớc đo, vào vị trí các điểm gốc

mà thiết kế lới đờng chuyền dới dạng đờng chuyền phù hợp, lới đờng chuyền vớicác điểm nút hoặc vòng khép

Việc đánh giá bản thiết kế lới đờng chuyền bao gồm: xác định sai số tọa

độ các điểm nút, sai số khép tơng đối của đờng chuyền, sau đó so sánh chúng với

các hạn sai tơng ứng Công thức ớc tính gần đúng tuyến đờng chuyền đơn phùhợp dạng bất kỳ tính theo công thức

M2 =    2 

1 , 0 2

2 2

Với  S là chiều dài tuyến đờng chuyền

T là mẫu số sai số tơng đối cho phép của đờng chuyền cấp hạng tơngứng

1.3.2 Độ chính xác về độ cao

Độ chính xác và mật độ điểm độ cao đợc tính toán không những nhằmthỏa mãn cho công tác đo vẽ trong tất cả các gia đoạn thiết kế mà còn phải đảmbảo yêu cầu của công tác bố trí công trình

+ Đảm bảo yêu cầu công tác đo vẽ

Để đảm bảo yêu cầu công tác đo vẽ địa hình công trình, sai số độ cao các

điểm của lới đợc xác định theo khoảng cao đều giữa các đờng đồng mức dựa vàocông thức

m H =

5

1

Trong đó: m H sai số trung phơng tổng hợp các bậc lới khống chế độ cao

h là khoảng cao đều giữa các đờng đồng mức+ Đảm bảo công tác bố trí công trình

Khi ớc tính độ chính xác và mật độ điểm của các cấp khống chế độ cao,cần xuất phát từ yêu cầu cao nhất về độ chính xác của công tác bố trí về độ caotrên mặt bằng xây dựng Trong công tác này độ chính xác thờng đợc quy định:sai số độ cao của mốc thủy chuẩn ở vị trí yếu nhất của lới sau bình sai so với

điểm gốc của khu vực không vợt quá 30mm

chơng 2

thiết kế lới khống chế mặt bằng và độ cao

trong thi công công trình Cầu

2.1 phơng pháp thành lập và thiết kế sơ đồ lới

2.1.1.Thành lập lới không chế thi công theo phơng pháp đo góc và đo cạnh.

Trong công tác Trắc địa công trình thì ngày nay với quá trình phát triểncủa khoa học kỹ thuật đã có rất nhiều thiết bị điện tử ra đời nhằm giảm bớt côngtác trắc địa, đặc biệt các máy toàn đạc điện tử đã và đang đợc sử dụng rộng rãi

2.1.1.1.Lới tam giác cầu

Để bố trí công trình cầu trên các sông lớn ngời ta phát triển một mạng lớitrắc địa đặc biệt dới dạng lới tam giác cầu.Mạng lới đó đồng thời đợc sử dụng đểxác định cả chiều dài chỗ vợt sông

Hình thức của lới tam giác cầu có thể khác nhau tùy theo dáng đất và địavật chỗ vợt sông Thông thờng hay ding nhất là tứ giác trắc địa đơn hay kép vớihai đờng đáy đo trên các bờ đối diện Các sơ đồ điển hình của lới đợc thể hiện ởhình 2.1

Hình 2.1.Sơ đồ mạng lới tam giác cầu

Độ chính xác của lới tam giác cầu phải đảm bảo sao cho sai số trung

ph-ơng bố trí tâm trụ cầu và sai số trung phph-ơng độ dài các nhịp cầu không vợt quá

 Từ đó, sai số trung phơng vị trí điểm của lới tam giác cầu với t cách

là điểm khống chế cần phải nhở hơn 1 5  2 lần tức là trung bình vào khoảng

cm

1

Lới tan giác cầu đợc thiết kế trên bản đồ vợt dòng sau khi đã nghiên cứucẩn then bản thiết kế công trình cầu, các tài liệu đo vẽ địa chất công trình và kếhoạch tổ choc công tác thi công láp ráp công trình Các điểm của lới tam giác đ-

ợc bố trí tại các vị trí không ngập nớc, nơi có điều kiện địa chất ổn định, tầmkhống chế tốt thuận tiện cho việc bố tí các tâm trị cầu

Thông thờng, giữa các điểm lới tam giác cầu cần bảo đảm tầm nhìn thôngsuốt Trong trờng hợp cần thiết có thể xây dụng các cột tiêu dới dạng hình thápnhỏ có độ cao 4 – 6m Mốc đợc xây dựng bằng bê tông cốt thép chôn sâu 2m.Khi chôn mốc cố gắng sao cho lợng quy tâm bằng 0 Dấu mốc nên làm thànhnhững cột bằng bê tông hoặc hình ống cao hơn mặt đất chừng 1,2m, mặt trên củadấu mốc có kết cấu định tâm bắt buộc cho máy và bẳng ngắm

2.1.1.2 Lới tam giác đo góc

Dạng đồ hình cơ bản của lới là chuỗi tam giác, tứ giác trắc địa, đa giáctrung tâm, trong đó có đo tất cả các góc và ít nhất là hai cạnh đáy Loại lới này

- Trong quá trình đo đạc vì các cạnh trong lới khống chế trắc địa côngtrình thờng có cạnh ngắn cho nên ảnh hởng của sai số định tâm máy đến kết quả

đo góc là rất lớn, vậy phải định tâm máy và định tâm tiêu thật chính xác

Dới đây là một số dạng đồ hình của lới tam giác đo góc:

Hình 2.2 Đồ hình lới tam giác đo góc 2.1.1.3 Lới tam giác đo cạnh

Hiện nay, do các loại máy toàn đạc điện tử có độ chính xác cao đã đápứng đợc yêu cầu độ chính xác của việc đo cạnh vì vậy phơng pháp đo toàn cạnh

đã đợc ứng dụng phổ biến trong việc lập các lới trắc địa công trình Lới đo cạnhkhắc phục đợc các nhợc điểm của lới đo góc Tuy nhiên đối với lới đo toàn cạnh

có những hạn chế sau:

- Dịch vị ngang lớn hơn nhiều so với dịch vị dọc;

- Trong mỗi tam giác sẽ không có trị đo thừa nên không có điều kiện kiểmtra kết quả đo ngay ở trên thực địa, để khắc phục nhợc điểm này thờng áp dụnglới gồm các tứ giác trắc địa

Dới đây là một số dạng đồ hình của lới tam giác đo cạnh:

m u

m t

Hình 2.3 Đồ hình lới tam giác đo cạnh

2.1.1.4 Lới tam giác đo góc - cạnh

Trong lới đo góc - cạnh, có thể đo tất cả hoặc một phần các góc và cạnhcủa lới So với các lới tam giác đo góc và lới tam giác đo cạnh, lới tam giác đogóc - cạnh ít phụ thuộc hơn vào kết cấu hình học của lới, giảm đáng kể sự phụthuộc giữa dịch vị dọc và dịch vị ngang, đảm bảo kiểm tra chặt chẽ các trị đo góc

và cạnh, lới đo góc - cạnh cho phép tính toạ độ các điểm chính xác hơn lới tamgiác đo góc hoặc lới tam giác đo cạnh khoảng 1,5 lần

Trong lới đo góc- cạnh kết hợp, tuỳ vào từng dạng lới và đồ hình lới màtiến hành tổ chức đo một số cạnh cho phù hợp, không nhất thiết phải đo tất cảcác cạnh nh:

- Đối với lới tứ giác không đờng chéo nên đo các cạnh theo chu vi và một

số cạnh giữa lới để thuận tiện cho công tác tính toán sau này;

- Đối với lới tam giác thì nên lựa chọn đo các cạnh đối diện với góc lớnnhất trong tam giác

2.1.1.5 Lới đờng chuyền

Lới đờng chuyền là tập hợp các điểm nối với nhau tạo thành đờng gãykhúc Tiến hành đo tất cả các cạnh và các góc ngoặt của đờng chuyền, nếu biết

toạ độ của một điểm và góc phơng vị của một cạnh ta dễ dàng tính ra góc phơng

vị các cạnh và toạ độ các điểm khác trên đờng chuyền

Tuỳ thuộc vào diện tích và hình dạng khu đo, vào vị trí của các điểm gốc

mà thiết kế lới đờng chuyền dới dạng lới đờng chuyền phù hợp, lới đờng chuyềnvới các điểm nút và các vòng khép Tuy nhiên, do lới đờng chuyền có lợng trị đo

ít và kết cấu đồ hình không chặt chẽ nên độ chính xác của các yếu tố trong lớikhông cao Phơng án hợp lý để nâng cao chất lợng đồ hình lới và cũng là mộttrong các phơng pháp để nâng cao độ chính xác của lới các đờng chuyền là lập l-

ới có nhiều vòng khép kín

2.1.2 Thành lập lới khống chế thi công bằng công nghệ GPS

Hiện nay, với những tính năng u việt so với các thiết bị đo đạc truyềnthống, công nghệ GPS đang đợc ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực Trắc địa,trong đó có Trắc địa công trình Một trong những ứng dụng có hiệu quả nhất làthành lập lới khống chế thi công công trình ở nớc ta công nghệ GPS đã đợc ứngdụng để thành lập lới khống chế thi công công trình nh: cầu Bãi Cháy, thuỷ điện

Na Hang, hầm đờng bộ xuyên đèo Hải Vân, khu công nghiệp Yên Phong - BắcNinh, khu công nghiệp Dung Quất…

Dựa vào điều kiện cụ thể của khu đo và các yêu cầu đã xác định, tiến hànhthiết kế, chọn điểm lới GPS trên tổng bình đồ công trình Đối với lới GPS, đồhình lới không ảnh hởng nhiều đến độ chính xác lới Việc chọn điểm lới GPS

đơn giản hơn chọn điểm cho các mạng lới truyền thống, tuy nhiên cần đảm bảocác yêu cầu sau:

- Các vật cản xung quanh điểm đo có góc cao không quá 15o (hoặc có thể

là 20o) để tránh cản trở tín hiệu GPS (hình 2.4);

Hình 2.4

- Điểm GPS không quá gần các bề mặt phản xạ nh cấu kiện kim loại, cáchàng rào, mặt nớc… vì chúng có thể gây hiện tợng đa đờng dẫn;

- Không quá gần các thiết bị điện nh trạm phát sóng, đờng dây cao áp…

có thể gây nhiễu tín hiệu

Do lới GPS không yêu cầu thông hớng giữa các điểm nên đồ hình lới GPS có thểthiết kế linh hoạt hơn, nhng để đảm bảo cho công tác tăng dày lới và ứng dụng

150 o

Máy thu GPS

các điểm GPS cho mục đích thi công sau này thì nên thiết kế sao cho mỗi điểmcủa lới có thể nhìn thông đến ít nhất một điểm khác Thiết kế đồ hình lới GPSchủ yếu dựa vào mục đích sử dụng, kinh phí, thời gian, nhân lực, loại hình, số l-ợng máy thu và điều kiện đảm bảo hậu cần Căn cứ vào mục đích sử dụng, thôngthờng có 4 phơng thức cơ bản để thành lập lới: liên kết cạnh, liên kết điểm, liênkết lới, liên kết hỗn hợp cạnh điểm Còn có thể liên kết hình sao, liên kết đờngchuyền phù hợp, liên kết chuỗi tam giác Lựa chọn phơng thức liên kết nào là tuỳthuộc vào độ chính xác của công trình, điều kiện dã ngoại và điều kiện máy thuGPS hiện có

Một vấn đề quan trọng khi thiết kế nhằm nâng cao độ chính xác lớiGPS là thiết kế gốc của lới GPS, tức là phải xác định kết quả đo GPS đã dùng hệtoạ độ và số liệu gốc nào Gốc của lới GPS bao gồm vị trí gốc, phơng vị gốc,kích thớc gốc Phơng vị gốc thờng đợc xác định là phơng vị khởi tính đã chohoặc có thể lấy phơng vị của vectơ đờng đáy GPS làm phơng vị gốc Kích thớcgốc thờng đợc xác định từ cạnh đợc đo bằng máy điện tử ở mặt đất hoặc từkhoảng cách giữa các điểm khởi tính, đồng thời cũng có thể xác định đợc từchiều dài vectơ đờng đáy GPS Vị trí gốc của lới GPS thờng đợc xác định từ tọa

độ của điểm khởi tính đã cho Nh vậy trên thực tế thiết kế gốc lới GPS chủ yếu làxác định vị trí điểm gốc của lới GPS Khi thiết kế gốc lới GPS cần phải quan tâm

đầy đủ tới các vấn đề sau:

- Để xác định tọa độ điểm GPS trong hệ tọa độ mặt đất thì cần chọn sốliệu khởi tính trong hệ tọa độ mặt đất và đo nối các điểm khống chế mặt đất đã

có để chuyển đổi tọa độ Khi chọn điểm đo nối cần cố gắng sử dụng t liệu cũ

đồng thời không để lới GPS mới thành lập có độ chính xác cao phải chịu ảnh ởng của t liệu cũ có độ chính xác thấp Số điểm đo nối tối thiểu đối với khu vực

h-có diện tích lớn là 3 điểm, đối với khu vực h-có diện tích nhỏ là từ 2 đến 3 điểm;

- Sau khi tính toán bình sai lới GPS, có thể nhận đợc độ cao trắc địa của

điểm GPS trong hệ tọa độ tham chiếu mặt đất Để xác định độ cao thờng của các

điểm GPS ta phải đo nối với các điểm độ cao có cấp hạng cao hơn Các điểm độcao đo nối phải đợc phân bố đều trong lới Để đo nối cần sử dụng phơng phápthủy chuẩn tơng đơng hạng IV trở lên;

- Hệ tọa độ lới GPS mới thành lập cần cố gắng thống nhất với hệ tọa độ đã

sử dụng trớc đây của khu đo Nếu đã sử dụng hệ tọa độ độc lập địa phơng hoặccông trình thì còn cần phải tìm hiểu các tham số sau đây:

a - Kích thớc Ellipxoid tham khảo đã đợc sử dụng;

b - Độ kinh của kinh tuyến trục của hệ tọa độ;

c - Hằng số cộng vào hệ tọa độ;

d - Độ cao mặt chiếu của hệ tọa độ và giá trị trung bình của dị thờng độcao khu đo;

e - Tọa độ của điểm khởi tính

2.2 ớc tính độ chính xác thành lập lới

2.2.1 Ước tính độ chính xác của lới khống chế thi công theo phơng pháp gần

đúng

2.2.1.1.Lới tam giác cầu

Việc đánh giá sơ bộ độ chính xác bản thiết kế lới tam giác cầu cần phải

đ-ợc tiến hành theo phơng pháp chặt chẽ Đầu tiên, căn cứ vào sơ đồ lới đã thiết kế(kết cấu đồ hình và các mối quan hệ trị đo), tiến hành lập hệ phơng trình sai số

và hệ phơng trình chuẩn với các số liệu đồ giải lấy từ bản vẽ Sau khi nghịc đảophơng trình chuẩn, sẽ tính đợc trọng số đảo của các hàm cần đánh giá theo côngthức :

Qf f p

T



1

(2.1)Trong đó:

Q-Ma trận hệ số trọng số,f-Vector hệ số của hàm cần đánh giá

Khi đó, sai số trung phơng của hàm cần đánh giá sẽ đợc tính theo côngthức :

F F

P

Với  là sai số trung phơng trọng số đơn vị

Kết quả tính theo công thức trên cần phải đợc so sánh với các yêu cầu kỹthuật của việc thiết kế lới

2.2.1.2 Lới tam giác đo góc

Các sơ đồ lới đợc sử dụng có thể nh trong hình 2.1

Trong lới tam giác đo góc, cố gắng thiết kế các tam giác gần với tam giác

đều Để kiểm tra, mỗi lới tự do (lới có đủ số liệu gốc tối thiểu) cần có ít nhất haicạnh đáy đo trực tiếp Khi ớc tính độ chính xác các yếu tố của lới có thể sử dụngcác công thức gần đúng:

Dịch vị dọc của chuỗi gồm các tam giác gần đều đợc tính theo công thức:

n

n n m b

m L

5 3 4

"

2 2

m b

- là sai số trung phơng tơng đối của cạnh đáy;



m - là sai số trung phơng đo góc; dấu “+” trớc 3n đợc lấy khi số lợng

tam giác là chẵn, dấu “-” khi số lợng tam giác là lẻ

Dịch vị ngang của chuỗi gồm các tam giác gần đều đợc tính theo công

thức:

- Khi số lợng tam giác trong chuỗi là chẵn:

n n n

m m

L

15

2

"

2 2

m m

L

15

1

"

2 2



(2-5)Trong đó:



m - là sai số trung phơng góc định hớng của canh gốc

Sai số trung phơng tơng đối cạnh liên hệ trong tam giác thứ k đợc tính

theo công thức:

k

m b

m S

k

b

m S

m

1

2 2

.

"

3

Lấy   0 434295

Nếu cạnh trung gian đợc tính từ hai cạnh gốc thì trị trung bình trọng số của chiềudài và phơng vị đợc tính theo công thức:

2 2

2 1

2

1

m m

m m

m TB



2.2.1.3 Lới tam giác đo cạnh

Đồ hình của lới tam giác đo cạnh có thể thiết kế nh trong hình 2.2

Công thức tính sai số trung phơng dịch vị dọc của lới gồm chuỗi tam giác

Trong đó:

mS - là sai số trung phơng đo cạnh;

N - là số lợng hình tam giác trong chuỗi

Công thức tính sai số trung phơng dịch vị ngang của lới gồm chuỗi tamgiác đều:

k k

k m

m u S 0 , 111 3 0 , 25 2 1 , 3





với: k - là số thứ tự của cạnh liên hệ;

Đối với góc định hớng của cạnh liên hệ:

67 , 0 33 , 1

S - là chiều dài cạnh trong các tam giác

Khi đồ hình có dạng chuỗi tứ giác trắc địa gồm các hình vuông:

Sai số trung phơng dịch vị dọc:

N m

Sai số trung phơng dịch vị ngang:

4 , 1 98 , 0

13 , 0 67 ,

N S

Trong đó:

N - là số hình tứ giác trong chuỗi

2.2.1.4 Lới tam giác đo góc - cạnh

Công thức tính sai số trung phơng của góc đo và chiều dài cạnh trong một

tam giác sau khi bình sai nếu đo tất cả các yếu tố của nó là:

2 2

2 2

2 2

2 2

S m

m

S m

m m

m

S

S bs

.

"

3 2 1

S m m m m m

S S S Sbs



 (2-21)Trong đó:

mS và mβ - là sai số trung phơng đo cạnh và góc;

S - là chiều dài cạnh của tam giác đều

Đối với lới tứ giác trắc địa không đờng chéo có dạng gần hình chữ nhật

với các góc đo có cùng độ chính xác (hình 2.3), sai số các cạnh đợc tính theo

công thức:

2 2

2 2

" b

m m

2 2

" a

m m

2.2.1.5 Lới đờng chuyền

Công thức tính sai số trung phơng vị trí điểm cuối đờng chuyền sau khi đã

hiệu chỉnh góc sơ bộ là:

, 0 2

2 2

2

m m

 





(2-24)Trong đó:

D0,i – là khoảng cách từ điểm thứ i của đờng chuyền đến điểm trọng tâm

của đờng chuyền

2.2.2 Ước tính độ chính xác của lới khống chế thi công theo phơng pháp

chặt chẽ

Ước tính độ chính xác lới thiết kế theo phơng pháp chặt chẽ là dựa trên

nguyên lý số bình phơng nhỏ nhất của lý thuyết sai số

Xuất phát từ công thức:

F F

P

1 μ

với:

mF - là sai số trung phơng yếu tố cần xác định hoặc đánh giá tại vị trí yếunhất của lới;

1/PF = QF - là trọng số đảo của yếu tố cần đánh giá;

 - là sai số trung phơng trọng số đơn vị (khi ớc tính thì  = const, đợc lựachọn hợp lý)

Vậy vấn đề cần giải quyết là công việc đi tìm giá trị của 1/PF và chúng ta

có thể tính giá trị đó theo nguyên tắc và trình tự giải bài toán bình sai điều kiệnhoặc bình sai gián tiếp nh sau:

2.2.1 Phơng pháp bình sai điều kiện.

Giả sử có dãy n trị đo: L1, L2, …, Ln, giá tri sai bình sai là L’1, L’2, …, L’nGiữa các tri đo ta lập đợc r phơng trình điều kiện có dạng:

Fj (L’1, L’2, … ,L’n) = 0 (j = 1,2,…,r)

Các bớc của bài toán bình sai điều kiện:

a Tính số lợng phơng trình điều kiện và số lợng từng loại phơng trình điềukiện

Số lợng phơng trình điều kiện cho lới có n trị đo, tổng số điểm là p và số

điểm đã biết toạ độ là q là:

L

F r

Khi ớc tính độ chính xác vì cha có các trị đo nên ta không có các giá trị ω

d Đánh giá độ chính xác của các yếu tố đặc trng

Yếu tố đặc trng của mạng lới cần đánh giá viết dới dạng hàm các đại lợngsau bình sai

F = f(L’1, L’2, …, L’n)Hay: F = f0 + f1v1 + f2v2 + … + fnvn

Qua quá trình lập và giải hệ phơng trình chuẩn số liên hệ, ta tính đợc trọng

số đảo của hàm F theo công thức:

qbb.1

qbf.1 qaa

qaf qff

qff.r P

P

1 μ

m  (2-30)

2.2.2 Phơng pháp bình sai gián tiếp

Công tác ớc tính độ chính xác lới khống chế thi công trong xây dựng côngtrình công nghiệp đợc thực hiện theo nguyên lý của bài toán bình sai gián tiếp,nội dung của bài toán bình sai gián tiếp:

Giả sử có dãy n trị đo L1, L2, …, Ln với trọng số tơng ứng là p1, p2,…, pn

- Phơng trình số hiệu chỉnh cho các góc đo:

Giả sử có góc đo  đợc tạo bởi 2 hớng đo là hớng trái ki và hớng phải kj

i

k

j Hình 2.5

Phơng trình số hiệu chỉnh cho góc  là:

k j kj j kj i ki i ki k ki kj k ki

kj

k

l Y b X a Y b X a Y b b X a

a

v  (  )   (  )           (2-31)

- Ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cho c¸c c¹nh ®o:

do ki kj do k

l   0    (  0   0 )   (2-34)

do ki ki

S S S

do ki

0 0

ki ik

ki

S

Y S

a

a      

; (2-37)

2 0

ki ik

ki

S

X S

0 0

0 0 0

k i

k i ki

X X

Y Y arctg

Hệ phơng trình chuẩn dới dạng ma trận: R = AT.P.A

Theo lý thuyết sai số thì ma trận trọng số đảo đợc tính nh sau:

1

T

x

F , , x

F , x

F F

Trọng số đảo của hàm cần đánh giá độ chính xác: F QF

i X Y X

- Sai số trung phơng hàm trọng số:

Giả sử cần đánh giá độ chính xác cạnh ij có chiều dài S ij và góc phơng vị ij

Vec tơ hàm trọng số chiều dài cạnh ij là

Ta tính đợc : ij ij

ij

S T S S

F q F

S S

b a b a

Fij

ij

F q F P

2.3 Tổ chức đo đạc các mạng lới

2.3.1 Lới thành lập theo phơng pháp đo góc - cạnh

Kết quả ớc tính độ chính xác các bậc lới thiết kế theo phơng pháp ớc tínhchặt chẽ đợc dựa vào sai số trung phơng đo góc và đo cạnh dự kiến, nếu độ chínhxác các đại lợng đặc trng của lới đạt yêu cầu thì sai số đo đạc dự kiến sẽ là cơ sởcho việc chọn máy móc và dụng cụ đo Trớc khi đem máy đi đo cần kiểmnghiệm máy thật cẩn thận theo đúng quy định

Ngày nay các máy toàn đạc điện tử đang đợc sử dụng rộng rãi vào côngtác đo đạc các bậc lới khống chế Dới đây là hình ảnh và chỉ tiêu kỹ thuật củamột số loại máy toàn đạc điện tử đang đợc sử dụng trong thực tế sản xuất:

a TC 400 (LEICA) b GTS 230 (TOPCON) c DT 510 (SOKKIA) d DTM 352 (NIKON)

Hình2.7 Bảng 2.1Tính năng một số máy toàn đạc điện tử

Loại máy Hãng sảnxuất Tầm hoạtđộng Độ chính xác đo Trọng l-ợng

- Nhiều chớng ngại vật đối với tia ngắm;

- Các điểm khống chế phân bố ở những độ cao khác nhau, chiều dài cáccạnh ngắn;

- Các điểm khống chế đặt trên nhà hoặc trên đờng có thể bị rung

Do các điều kiện trên, tia ngắm đi qua nhiều trờng chiết quang cục bộ vàkhông ổn định Các trờng chiết quang đó thay đổi theo không gian và thời gian.Vì vậy cần phải chọn thời gian đo góc hợp lý

Do cạnh của lới ngắn nên cần đặc biệt chú ý đến độ chính xác của định

tâm máy và định tâm tiêu ngắm Các nguồn sai số ảnh hởng đến độ chính xác đo

- Sai số do ảnh hởng của môi trờng đo

a.Ước tính số vòng đo góc tại một trạm máy

Số vòng đo góc đợc tính theo công thức:

2

2 0 2

2

) 2

( 5



m

m m

m V - là sai số bắt mục tiêu

V

với Vx là độ phóng đại của ống kính

b Ước tính các hạn sai đo đạc tại một trạm đo góc

- Độ chênh cho phép giữa các vòng đo đợc tính theo công thức:

1



S S

e

(2-56)Trong đó :

dtm

e - là khoảng cách tính từ hình chiếu trục quay điểm đứng máy tới tâm

máy

S 1 , S 2 - là khoảng cách từ máy tới mục tiêu 1 và 2.

S1-2 - là khoảng cách giữa hai mục tiêu 1 và 2

ảnh hởng của sai số định tâm máy là lớn nhất khi : S 1 = S 2 = S 1-2 = S

Sai số đo góc chịu ảnh hởng tổng hợp của 5 nguồn sai số chính, coi ảnh hởng của

5 nguồn sai số là nh nhau ta có ảnh hởng của sai số định tâm máy đến kết quả đo

góc là :

5

"

2

dtm

e - là khoảng cách tính từ trục chiếu bằng của bảng ngắm tới tâm mốc;

S 1 , S 2 - là khoảng cách từ máy tới tiêu 1 và 2

Lấy S1 = S2 = S và coi ảnh hởng của sai số định tâm tiêu bằng 1/5 sai số đo góc

ta có ảnh hởng của sai số định tâm tiêu ngắm đến kết quả đo góc là :

5

"

5

Để giảm ảnh hởng của các vùng “tiểu khí hậu” đến công tác đo dài bằng

máy toàn đạc điện tử cần áp dụng một số biện pháp:

- Chọn thời gian đo thích hợp, nên đo vào ngày râm mát;

- Chọn máy đo thích hợp

Trình tự đo cạnh ngoài thực địa nh sau:

- Định tâm cân bằng máy chính xác;

- Tiến hành đo đi đo về theo 2 chiều thuận nghịch Mỗi lần đo cần phải

đọc số 3 lần để lấy kết quả trung bình;

- Xác định nhiệt độ môi trờng và áp suất khí quyển ở 2 đầu cạnh để tính sốcải chính ảnh hởng của môi trờng

2.3.2 Lới thành lập bằng công nghệ GPS

1 Chuẩn bị máy móc dụng cụ đo

Theo các quy định hiện hành, tiến hành chọn máy thu, có thể chọn máythu 1 tần hoặc máy thu 2 tần số Do lới GPS trong thi công công trình có chiều

dài cạnh ngắn nên lựa chọn máy thu 1 tần số (nh máy GPS TRIMBLE 4600

LS trong hình 2.12) Máy cần đợc kiểm nghiệm trớc khi đa vào sử dụng, trong đó

đặc biệt chú ý kiểm tra lệch lệch tâm pha ăng ten và lệch tâm bộ phận định tâmquang học để đảm bảo độ chính xác đo lới khống chế thi công công trình với cáccạnh ngắn

Hình 2.7 Máy thu GPS TRIMBLE 4600 LS

Công tác chuẩn bị bao gồm các nội dung sau:

- Trớc khi đo cần kiểm tra các máy thu GPS và các thiết bị kèm theo nh:chân máy, đế máy, ốc nối, thớc đo cao ăng ten…;

- Chuẩn bị phơng tiện đi lại để di chuyển máy đúng lịch đo;

- Chuẩn bị nguồn điện, ắc quy hoặc pin có chất lợng tốt, đủ dùng và dự trữ;

- Chuẩn bị phơng tiện liên lạc nh bộ đàm hoặc điện thoại di động, ngoài racần có phơng án phối hợp nếu không liên lạc đợc (thống nhất theo thời gian đã

dự kiến);

- Chuẩn bị sổ đo, bút ghi chép, sơ đồ lới và lịch đo đã lập;

- Ngời đi đo cần có dụng cụ để xác định thời gian bật máy cũng nh tắt máy;

- Chuẩn bị dụng cụ che ma cho ngời và máy

2 Khảo sát thực địa

Mục đích của công đoạn khảo sát thực địa là nhằm xác định lại các điềukiện đo tại từng điểm và điều kiện di chuyển máy Tại mỗi điểm cần lập mộtphiếu khảo sát có ghi đầy đủ số hiệu điểm, tên điểm, những điểm cần lu ý vàxem có bảo đảm yêu cầu góc ngỡng từ 150 đến 200, xung quanh không có các vậtphản xạ Trên cơ sở khảo sát đờng đi có thể ớc tính đợc thời gian di chuyển giữa

các ca đo Công tác khảo sát thực địa là cơ sở cho việc lập kế hoạch đo và thiết

kế kỹ thuật

3 Lựa chọn phơng pháp đo, tính số ca đo và lập kế hoạch đo

Phơng pháp định vị GPS đợc thực hiện trên cơ sở sử dụng hai đại lợng đocơ bản là đo khoảng cách giả và đo pha sóng tải Dựa trên hai đại lợng đo nàyngời ta đã tạo ra hai phơng pháp định vị GPS đó là: định vị GPS tơng đối và định

vị GPS tuyệt đối Trong đo lới khống chế thi công ta chọn phơng pháp định vị

t-ơng đối (đo tĩnh) để đạt độ chính xác cao, có thể cỡ cm thậm chí là mm

Số ca đo đợc tính theo công thức:

r

s m

n . (2-60)Trong đó:

đến việc lập kế hoạch đo bao gồm: phơng tiện máy móc sử dụng để đo, phơngpháp đo và cách tổ chức đo Lới GPS không cần thông hớng giữa các điểm đo

nh lới truyền thống do vậy việc lập kế hoạch đo cũng có những điểm khác biệt.Lập kế hoạch cụ thể là xác định thời gian đo tối u, khoảng thời gian tối u có thể

sử dụng là khoảng thời gian trong đó có số vệ tinh quan trắc đồng thời là tối đa,

có PDOP không vợt quá giá trị cho phép Đối với lới GPS thi công công trìnhcông nghiệp có thể xác lập chỉ tiêu độ chính xác nh sau:

- Giá trị PDOP ≤ 5;

- Thời gian của một ca đo: từ 45 60phút;

- Tần suất thu tín hiệu: 5 15 giây

Để lập lịch đo, cần lập bảng dự báo các vệ tinh có thể nhìn thấy bao gồmcác nội dung: số hiệu, góc cao và góc phơng vị của vệ tinh, sơ đồ phân bố các vệtinh, nhóm các vệ tinh quan trắc tốt nhất, thời gian đo tốt nhất, hệ số suy giảm độchính xác vị trí không gian 3 chiều Dựa vào số lợng máy thu, sơ đồ lới GPS đãthiết kế và lịch vệ tinh để lập bảng điều độ công tác với các nội dung: thời gian

đo, số hiệu điểm trạm đo, tên trạm đo và số hiệu máy thu Việc lập kế hoạch đo

có thể sử dụng phần mềm lập lịch nh phần mềm PLAN

4 Thao tác đo đạc và các yêu cầu cơ bản

a Bố trí ăng ten

- ở điểm bình thờng: ăng ten đợc lắp đặt lên giá ba chân và trực tiếp dọi

điểm trên tâm mốc, cân bằng bọt thủy trong ống thủy tròn trên đế ăng ten

- ở điểm đặc biệt: Khi ăng ten cần điểm đợc đặt trên đài (bệ) quan trắc,hoặc trên đài hồi quang dới tiêu ngắm ở điểm tam giác thì trớc tiên phải tháo dỡphần trên của tiêu ngắm để khỏi che chắn tín hiệu vệ tinh Lúc này có thể chiếungợc tâm dấu mốc lên đài quan trắc hoặc đài hồi quang để làm căn cứ định tâm

ăng ten Trong trờng hợp không thể tháo dỡ phần trên của cột tiêu ngắm ăng tenvẫn đặt bên trong, dới tiêu ngắm thì tín hiệu vệ tinh thu đợc sẽ gián đoạn ảnh h-ởng đến độ chính xác đo GPS Trờng hợp này có trể đo lệch tâm, điểm lệch tâm

có thể chọn cách điểm tam giác trong khoảng 100m, các yếu tố quy tâm phải

đ-ợc xác định chính xác theo phơng pháp giải tích

Vạch định hớng ăng ten phải chỉ hớng Bắc và để ý đến góc từ thiên tại điểm

đo để giảm phần lớn ảnh hởng của độ lệch tâm pha Sai số định hớng ăng tencũng tuỳ thuộc yêu cầu độ chính xác định vị, nhng nói chung không đợc vợt quá

3o  5o

Không nên đặt ăng ten quá thấp, thờng cách mặt đất 1 m trở lên Sau khi đặt

ăng ten cần đo chiều cao ăng ten ở ba vị trí cách nhau 120o, hiệu của ba kết quả

đo không đợc vợt quá 3 mm Đo chiều cao ăng ten chính xác đến 1 mm

Phúc tra tên điểm và ghi vào sổ đo, nối cáp điện ăng ten với máy, kiểm trakhông sai mới khởi động máy

b Khởi động máy thu và tiến hành thu tín hiệu

Sau khi đã đặt xong ăng ten, chọn vị trí cách ăng ten một khoảng thích hợp

để đặt máy thu GPS, dùng (dây) cáp điện nối máy thu với nguồn điện, ăng ten vàmáy điều khiển, qua một thời gian để nóng máy thì có thể khởi động máy thu đểthu tín hiệu

Sau khi máy thu bắt đợc tín hiệu vệ tinh và bắt đầu ghi số liệu, ngời đo cóthể thao tác trên máy theo sách hớng dẫn sử dụng máy Khi cha nắm vững hệthống các thao tác có liên quan thì không đợc tuỳ ý ấn các phím máy và đa sốliệu vào Thông thờng trong quá trình thu số liệu tuyệt đối không đợc thay đổitham số nào Nói chung trong công tác quan trắc ngoại nghiệp ngời sử dụng máycần chú ý:

- Sau khi đã xác nhận cáp điện nối nguồn và cáp điện nối với ăng ten hoàntoàn không có gì sai mới có thể ấn công tắc khởi động máy thu;

- Sau khi mở máy, thông qua tự kiểm, máy thu hiển thị các chỉ thị liên quanbình thờng mới có thể đa vào các thông tin liên quan của trạm máy và ca đo;

- Sau khi máy thu bắt đầu ghi số liệu, cần chú ý kiểm tra số lợng vệ tinhquan trắc, số hiệu vệ tinh, sai số thô đo pha, kết quả định vị tức thời và biến đổicủa nó, tình trạng dự trữ môi trờng ghi (ổ ghi);

- Trong một ca đo, không đợc phép tiến hành đóng và khởi động trở lại; tự

đo thử (trừ trờng hợp phát hiện có sự cố); thay đổi góc cao của vệ tinh, thay đổi

vị trí của ăng ten; thay đổi khoảng cách thời gian thu tín hiệu; ấn các phím đóng

và xoá thông tin;

- Trong một ca đo, thờng phải đo và ghi các yếu tố khí tợng ba lần: lúc bắt

đầu, giữa và cuối ca đo Khi ca đo tơng đối dài thì cần tăng số lần đo và ghi cácyếu tố khí tợng;

- Trong quá trình đo cần đặc biệt chú ý tình trạng điện Ngoài việc kiểm tradung lợng ắc quy trớc khi đo, trong khi đo, ngời đo không đợc rời xa máy thu.Khi nghe báo hiệu điện áp thấp phải kịp thời xử lý, nếu không sẽ có mất hoặchỏng số liệu đã thu đợc trong máy Khi ca đo tơng đối dài thì nên sử dụng pinmặt trời hoặc bình ắc quy ô tô;

- Chiều cao máy thu phải đo hai lần: lúc bắt đầu và lúc kết thúc ca đo và kịpthời ghi vào sổ đo và đồng thời nhập vào máy;

- Trong quá trình đo không đợc sử dụng máy bộ đàm ở gần máy thu, khi cósấm chớp, ma to phải tắt máy, ngừng đo và thu cất ăng ten đề phòng sét đánh;

- Sau khi kiểm tra toàn bộ các công việc dự định thực hiện trên một trạmmáy đều đã đợc thực hiện đúng quy định, việc ghi chép và t liệu đã hoàn chỉnh,không có sai sót mới đợc dời trạm đo;

- Trong quá trình thu tín hiệu phải thờng xuyên kiểm tra dung lợng của bộnhớ trong hoặc bộ nhớ ngoài (đĩa cứng) Sau mỗi ngày đo phải kịp thời trút sốliệu vào đĩa cứng, đĩa mềm để bảo quản chắc chắn không bị mất

Với máy thu 4600 LS do có cấu tạo máy thu liền với ăng ten nên tại mỗi

điểm đo ta tiến hành các thao tác sau:

- Đặt chân máy, lắp đế máy có bộ phận định tâm quang học và tiến hànhdọi tâm quang học, cân bằng đế máy bằng bọt thủy tròn;

- Lắp cổ nối vào máy và đặt lên đế máy đã định tâm;

- Đo cao ăng ten bằng thớc đo cao chuyên dùng (đo chiều cao nghiêng),

- Bật máy thu và theo dõi các đèn chỉ thị để biết tình trạng hoạt động củamáy Khi lắp máy thu nên chú ý đa biểu tợng Trimble Logo (trên vỏ máy) về h-ớng Bắc;

- Khi kết thúc đo thì nhẹ nhàng tắt máy (ấn công tắc cho đến khi đèn xanhtắt thì bỏ tay ấn) Chú ý khi cầm máy, tránh ấn vào công tắc có thể bật máy thutrở lại;

- Kiểm tra toàn bộ thiết bị đo và di chuyển đến điểm khác theo kế hoạch

đã định

c Sau khi đo

Sau khi kết thúc đo tại trạm, đo lại chiều cao ăng ten để kiểm tra Kiểm tralại sổ đo, trong sổ đo cần ghi các thông tin:

- Tên công trình và tên trạm máy;

- Ngày tháng và số hiệu ca đo;

- Thời gian bắt đầu và kết thúc;

- Chỉ số trạm đợc sử dụng cho tên tệp;

- Tên ngời đo;

- Số hiệu máy thu và ăng ten;

- Độ cao ăng ten và độ lệch vị trí (nếu có);

- Số liệu khí tợng;

- Những vấn đề cần lu ý

Sau mỗi ngày đo cần kịp thời chuyển số liệu vào máy tính để tránh mất sốliệu, không đợc thực hiện một sự loại bỏ hoặc gia công nào đối với số liệu

2.4 Xử lý số liệu đo đạc lới khống chế thi công

2.4.1 Xử lý số liệu lới đo góc - cạnh

Khi bình sai lới đo góc - cạnh, nảy sinh vấn đề lựa chọn quan hệ giữa sai

số đo góc và đo cạnh, quan hệ này đợc coi là hợp lý khi thoả mãn điều kiện:

1 Phơng pháp bình sai điều kiện

Dới dạng ma trận, có thể tóm tắt bài toán bình sai điều kiện nh sau:

Ký hiệu:

B - là ma trận hệ số phơng trình điều kiện số hiệu chỉnh;