Do an tốt nghiệp ngành trắc địa : Thiết kế lưới đo cao phục vụ thi công các công trình tại Khu Công Nghệ Cao Láng – Hòa lạc

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG 1.1. Khái niệm về lưới độ cao Lưới độ cao là lưới xác định vị trí độ cao của các điểm khống chế lấy nó làm chỗ dựa để xác đinh vị trí độ cao của các điểm trong khu đo lập bản đồ và bố trí công trình có 2 loại lưới độ cao: + Lưới độ cao nhà nước + Lưới độ cao kỹ thuật 1.1 .1. Lưới độ cao nhà nước Lưới độ cao nhà nước là lưới khống chế về độ cao thống nhất trên toàn quốc, là cớ sở để xác định độ cao phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội, quốc phòng và nghiên cứu khoa học ở việt nam. Lưới phát triển từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp trong lưới độ cao nhà nước có 4 cấp hạng lưới I, II, III, IV. Lưới độ cao hạng I và II là hệ thống độ cao thống nhất trong toàn quốc, là cơ sở cho nghiên cứu khoa học và phát triển các lưới độ cao hạng III, IV. Lưới độ cao quốc gia lấy mực nước biển trung bình quan trắc nhiều năm tại trạm nghiệm triều Hòn Dấu ( Đồ Sơn, Hải Phòng) làm mực chuẩn “0” về độ cao. Độ cao trong lưới quốc gia được tính theo hệ thống chuẩn độ cao. 1.1.2. Lưới độ cao kỹ thuật Là lưới được phát triển từ độ chính xác thấp đến độ chính xác cao. Lưới khống chế độ cao kỹ thuật được phát triển từ lưới khống chế độ cao nhà nước. Lưới khống chế độ cao kỹ thuật cùng với lưới khống chế mặt bằng khu vực và lưới khống chế đo vẽ sẽ tạo ra hệ thống cơ sở trắc địa chính để đo vẽ bản đồ tỷ lệ vừa và lớn lưới khống chế độ cao kỹ thuật còn để xây dựng lưới khống chế độ cao đo vẽ.

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước Xây dựng cáckhu công nghiệp, nhà máy ngày càng phát triển về quy mô cũng như mức độ hiệnđại Trong xây dựng các công trình giao thông cầu đường trắc địa đóng vai tròrất quan trọng và là đầu tầu tiên phong trong mọi công trình từ khảo sát, thiết kế,thi công và sử dụng công trình

Một trong những phần việc quan trọng và không thể thiếu của công tác trắc địa làthành lập lưới khống chế độ cao phục vụ đo vẽ khảo sát thi công Việc thành lậplưới độ cao là công việc gắn liền với công tác trắc địa Nhưng để thành lập lướikhống chế có độ chính xác cao khả thi và tối ưu về kỹ thuật cũng nhu vấn đề kinh

tế là điều cực kỳ quan trọng Vì vậy :

Em đã được giao đề tài của đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế lưới đo cao phục vụ thicông các công trình tại Khu Công Nghệ Cao Láng – Hòa lạc” đặt ra

Kĩ thuật thành lâp lưới khống chế độ cao hạng IV

Nội dung Đồ án được trình bày với bố cục như sau:

+ Chương I : Giới thiệu chung

+ Chương II : Thiết kế phương án kĩ thuật

+ Chương III : Tổ chức thực hiện

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, được sự hướng dẫn tận tình của thầygiáo Phạm Quốc Khánh em đã hoàn thành được đồ án Song do năng lực chuyênmôn còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế không nhiều nên đồ án không tránh khỏinhững sai sót Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và cácbạn để đồ án ngày càng hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn!

Hà nội ,ngày 3 tháng 2 năm 2016

Sinh viên thực hiện:

Hoàng Văn Phong

2.4.1 Khái niệm về lưới trắc địa tự do

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG 1.1 Khái niệm về lưới độ cao

Lưới độ cao là lưới xác định vị trí độ cao của các điểm khống chế lấy nólàm chỗ dựa để xác đinh vị trí độ cao của các điểm trong khu đo lập bản đồ và bốtrí công trình có 2 loại lưới độ cao:

+ Lưới độ cao nhà nước

+ Lưới độ cao kỹ thuật

1.1 1 Lưới độ cao nhà nước

2

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

Lưới độ cao nhà nước là lưới khống chế về độ cao thống nhất trên toàn quốc,

là cớ sở để xác định độ cao phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội, quốcphòng và nghiên cứu khoa học ở việt nam Lưới phát triển từ độ chính xác caođến độ chính xác thấp trong lưới độ cao nhà nước có 4 cấp hạng lưới I, II, III, IV.Lưới độ cao hạng I và II là hệ thống độ cao thống nhất trong toàn quốc, là cơ sởcho nghiên cứu khoa học và phát triển các lưới độ cao hạng III, IV

Lưới độ cao quốc gia lấy mực nước biển trung bình quan trắc nhiều năm tạitrạm nghiệm triều Hòn Dấu ( Đồ Sơn, Hải Phòng) làm mực chuẩn “0” về độ cao

Độ cao trong lưới quốc gia được tính theo hệ thống chuẩn độ cao

1.1.2 Lưới độ cao kỹ thuật

Là lưới được phát triển từ độ chính xác thấp đến độ chính xác cao Lướikhống chế độ cao kỹ thuật được phát triển từ lưới khống chế độ cao nhà nước.Lưới khống chế độ cao kỹ thuật cùng với lưới khống chế mặt bằng khu vực vàlưới khống chế đo vẽ sẽ tạo ra hệ thống cơ sở trắc địa chính để đo vẽ bản đồ tỷ lệvừa và lớn lưới khống chế độ cao kỹ thuật còn để xây dựng lưới khống chế độcao đo vẽ

1.1.3 Mục đích thành lập lưới

Lười khống chế độ cao thành lập trên khu vực xây dựng công trình là cở sởtrắc địa cho phục vụ đo vẽ cong trình, cho thi công các công trình và cho quantrắc chuyển dịch biến dạng công trình Lưới độ cao trắc địa công trình, có thểđược lập theo các dạng sau: Phương pháp thủy chuẩn hình học tia ngắm ngắn,phương pháp đo cao lượng giác tia ngắm ngắn,phương pháp thủy chuẩn tĩnh.Chính vì mục đích thành lập như trên, nên các lưới độ cao trắc địa cong trìnhcũng có đặc điểm khác so với lưới độ cao nhà nước:

Thứ nhất cấp hạng lưới khống chế độ cao được quy định phụ thuộc vào diện tíchkhu vực xây dựng công trình

Thứ hai lưới độ cao phục vụ đo vẽ địa hình công trình thì lưới độ cao trắc địacong trình được phát triển dựa trên các điểm lưới độ cao nhà nước theo nguyêntắc tổng quát đến chi tiết.

Thứ ba : để thi công công trình, lưới độ cao cần phải xây dựng tùy thuộc vào đặcđiểm và yêu cầu của từng loại công trình

Thứ tư : so với lưới nhà nước thì mật độ điểm của lưới trắc địa công trình phảidày hơn do đó chiều dài được rút ngắn

1.1.4 Yêu cầu nhiệm vụ

-Yêu cầu : Lưới thủy chuẩn phải đảm bảo các quy phạm về xây dựng và đo vẽ

bản đồ địa hình của bộ tài nguyên và môi trường điểm quy định, Các điểm mốccủa lưới phải đảm bảo vững chắc, được thiết kế trên các mép đường lớn, méplàng và phải đảm bảo yếu tố thông hướng

b Khái quát về công trình, điều kiện tự nhiên và chế độ vận hành

c Sơ đồ phân bố mốc khống chế và mốc kiểm tra

d Sơ đồ lưới độ cao

e Yêu cầu độ chính xác

f Phương pháp và dụng cụ đo

g Phương pháp chỉnh lý kết quả đo

h Sơ đồ lịch cho công tác đo

i Biên chế nhân lực và dự toán kinh phí

1.2 Các phương pháp đo cao

4

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

1.2.1.Nguyên tắc chung

Đo cao hình học dựa trên nguyên lý tia ngắm nằm ngang của máy thủychuẩn Để đạt độ chính xác cao trong quan trắc lún côn trình, chiều dài tia ngắm từđiểm đặt máy đến điểm mia được hạn chế đáng kể (không vượt quá 25–30m), do

đó được gọi là phương pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn

Có hai cách để xác định chênh cao giữa hai điểmlà phương pháp đo cao từgiữa và phương pháp đo cao phía trước

Phương pháp đo cao từ giữa: Đặt máy thủy chuẩn ở giữa hai điểm AB, tạihai điểm A và B đặt hai mia (Hình 1.1), chênh cao giữa hai điểm A, B được xácđịnh theo công thức:

trong đó: a và b là số đọc chỉ giữa trên mia sau và mia trước

2 2

Phương pháp đo cao phía trước: đặt máy thủy chuẩn tại một điểm, còn điểmkia đặt mia, khi đo chênh cao giữa điểm đặt máy và điểm đặt mia tính theo côngthức:

Máy móc và dụng cụ đo

Thiết bị dùng trong do lưới khống chế độ cao bao gồm có các loại máy thủychuẩn như: H-05, NI002, Ni004, Ni007, SDL 3 và các máy có độ chính xác tươngđương Tùy thuộc vào độ chính xác của các công trình cụ thể để chọn máy chophù hợp

Mia được sử dụng trong thành lập lưới khống chế độ cao gồm có mia invarthường hoặc mia invar chuyên dùng có kích thước ngắn( chiều dài từ 1,5 đến 2m)nếu là thủy chuẩn số thì dùng mia invar với mã vạch Ngoài ra còn có các dụng

cự hỗ trợ như nhiệt kế,cóc mia,ô che Trước mà sau mỗi chu kỳ đo máy và miaphải kiểm tra đúng quy trình quy phạm khi đo

- Một số loại máy dùng trong thành lập lưới độ cao

1.3.a Máy thủy chuẩn điện tử SDL 30 và mia

6

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

1.3.b Máy topcon TD-E1

1.3.c Máy Ni 004

Hình 1.3 Một số loại máy thủy chuẩn

Một số hình ảnh máy thủy chuẩn

Mia sử dụng trong đo cao là mia invar thường hoặc mia invar mã vạchchuyên dùng có kích thước ngắn ( chiều dài mia từ 1,5 – 2m) nếu là thủy chuẩn

số thì dùng mia mã vạch Ngoài ra còn có các dụng cụ hỗ trợ khác như nhiệt kế,cóc mia, ô che nắng Trước và sau chu kỳ đo, máy và mia phải được kiểm nghiệmtheo đúng quy định trong quy phạm đo cao

8

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa

Chất

a Mia invar thường b.Mia invar mã vạch

Hình 1.4 Một số loại mia sử dụng trong đo cao

Phương pháp đo cao hình học có thể đạt độ cao chính xác rất cao, những nghiêncứu lý thuyết và thực nghiệm đã xác định rằng: với máy thủy chuẩn Ni004, sai sốtrung phương đo chênh cao trên 1 trạm đo cao có thể đạt được giá trị thể hiện quacông thức:

1,0m4,0 m

2m5m

- Sai số do máy và mia

 Sai số do trục ống ngắm và trục ông thủy dài khi chiếu lên mặtphẳng đứng không song song với nhau (gọi là sai số góc i)

 Sai số do lăng kính điều quang chuyển dịch không chính xác trêntrục quang học(sai số điều quang) đề làm giảm các sai số trên tadùng phương pháp đo cao thủy chuẩn từ giữa Tức là đặt máy thủychuẩn giữa hai mia sao cho chênh lệch khoang cách từ máy tới 2 miatrong giới hạn cho phép

 Sai số do khắc vạch trên bộ đo cực nhỏ

 Sai số vạch trên mia không chính xác

 Sai số do ông thủy tròn không song song với trục đứng của mia ở vịtrí thẳng đứng

 Sai số do cong mia

Để làm giảm ảnh hưởng của sai số này t dùng phương pháp đo cao hình hóc

ở giữa, tức là đặt máy thủy chuẩn ở giữa hai mia sao cho chênh lệch khoảng cách

từ máy đến mia trước va mia sau nằm trong giới hạn cho phép

- Sai số do điều kiện ngoại cảnh.

 Do ảnh hưởng của độ cong trái đất đểlàm giảm ảnh hưởng của sai sốnày thì khi đo cần đặt máy sao cho khoăng cách mia trước và mia sauđến máy ở giới hạn cho phép

 ảnh hưởng của triết quang : Để làm giảm ảnh hưởng của sai số nàycần chọn thời điểm đo thích hợp và bố tri trạm đo cao cho tia ngắmkhông đi qua lớp không khí ở sát mặt đất

 Sai số do người đo

 Sai số thô( do đọc nhầm số)

 Sai sô do kẹp vạch trên mia

 Sai số do ước đọc trên bộ đo cực nhỏ

 Sai số do cân máy, dụng mia

Các sai số này được giảm đáng kể khi sử dụng máy có bộ tự cân bằng và máythủy chuẩn điện tử

10

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

Bảng 4 : Quy định sai số khép đường khép vòng độ cao theo cấp hạng

chú

bằngkmĐịa hình bàng

- Sai số do người đo

Nhóm sai số liên quan đến người gồm có sai số làm trùng bọt thủy dài và sai sốđọc trên bộ đo cực nhỏ, các sai số này được giảm đáng kể khi sử dụng máy có bộ

tự cân bằng và máy thủy chuẩn điện tử

Để xác định chênh cao giữa các điểm người ta đưa trục ngắm của ống kính máythủy chuẩn về vị trí nằm ngang và đọc số trên các mia dựng ở các điểm đo Có 2cách để đo chênh cao giữa 2 điểm mia là đo thủy chuẩn từ giữa và đo thủy chuẩnphía trước

1.2.2 Phương pháp đo cao thủy tĩnh

Phương pháp đo cao thủy tĩnh được áp dụng để quan trác lún của nền kết cấu xây

dựng trong điều kiện rất chật hẹp không thể dựng máy, dựng mia được

Đo cao thủy tĩnh được dựa trên định luật thủy lực là “Bề mặt chất lỏng

trong các bình thông nhau luôn có vị trí nằm ngang (vuông góc phương dây dọi)

và có cùng một độ cao, không phụ thuộc vào hình dạng mặt cắt cũng như khối

lượng chất lỏng trong bình”.

Dụng cụ đo thủy tĩnh là một hệ thống gồm ít nhất 2 bình thông nhau N1, N2

(Hình 1.3) Để đo chênh cao giữa 2 điểm A, B đặt bình N1 tại A, bình N2 tại B (đo

thuận) Hoặc ngược lại, khi đo đảo đặt bình N1 tại B, bình N2 tại A

s1, t1: số đọc trên thanh số tại các bình N1, N2 tương ứng

d1, d2: khoảng cách từ vạch “0” của thanh số đến mặt phẳng đáy của bình

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa

Chất

(1.3)Tương tự, khi đo đảo chênh cao được tính theo công thức:

h AB=(t2−s2)−(d1−d2)

(1.4)Hiệu (d1 - d2) được gọi là sai số MO của máy, khhi chế tạo cố gắng làm cho

MO có giá trị tuyệt đối nhỏ nhất (MO → O) Lần lượt lấy tổng và hiệu các công

thức (a), (b) sẽ xác định được chênh cao theo kết quả 2 chiều đo:

các sai số do điều kiện ngoại cảnh Vì vậy trong quá trình đo phải áp dụng các

biện pháp sau để giảm ảnh hưởng của sai số này

- Lựa chọn tuyến đo có gradien nhiệt độ thấp, tức là chọn tuyến đo có sự

thay đổi ít nhất về nhiệt độ và môi trường

- Lưạ chọn chất lỏng trong ống dẫn giữa các bình thông nhau

B i

S D

hAB

- Tính số hiệu chỉnh kết quả đo do sự thay đổi nhiệt độ, áp suất dọc theo

ống dẫn

- Thực hiện đọc số đồng thời trên các máy thủy tĩnh để làm giảm ảnh

hưởng của sự giao động chất lỏng trong bình thông nhau

1.2.3 Phương pháp đo cao lượng giác

Trong những điều kiện không thuận lợi hoặc kém hiệu quả đối với đo cao

hình học và yêu cầu độ chính xác đo lún không cao thì áp dụng phương pháp đo

cao lượng giác tia ngắm ngắn, không quá 100m

Máy kinh vĩ dùng trong phương pháp này có độ chính xác cao như Theo

010, wild T2, T1, T2 và các máy có độ chính xác tương đương

Trong đo cao lượng giác, chênh cao giữa trục quay của ống kính máy kinh

vĩ và điểm ngắm trên mia được tính theo công thức:

h=lctgZ

(1.1)Trong đó: l - khoảng cách nằm ngang từ tâm máy đến mia, được đo trực

tiếp hoặc được tính theo công thức:

l=b sin Z1 sin Z2

Trong trường hợp l được tính theo công thức (1.1) thì khi đó phải ngắm hai

điểm trên mia để có hai góc thiên đỉnh Z1, Z2

Khoảng cách b giữa hai điểm ngắm mia phải được xác định chính xác

Phương pháp này có thể được thay thế cho đo cao hình học Tuy nhiên

phương pháp này mất tương đối nhiều công sức vào việc đánh dấu điểm

Ngoài ra còn bị ảnh hưởng bởi chiết quang

14

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

Hình 1.5 Đo cao lượng giác

Ưu điểm chính của phương pháp đo cao lượng giác là khả năng đo đượcchênh cao lơn trên một trạm máy, tuy nhiên do còn hạn chế về độ chính xác nên

đo cao lượng giác chỉ được áp dụng trong những trường hợp có yêu cầu độ chínhxác quan trắc không cao hoặc thuận tiện cho đo cao hình học

Để đảm bảo độ chính xác đo cao lượng giác trong quan trắc độ lún côngtrình cần áp dụng một loạt biện pháp nhằm giảm ảnh hưởng từ các nguồn sai số

cơ bản khi thao tác đo đạc ngoại nghiệp

- Hạn chế chiều dài tia ngắm từ máy đến tiêu đo Trong trường hợp nên khống

chế chiều dài tia ngắm dưới 100m

- Chọn thời điểm và phương pháp đo thích hợp để giảm ảnh hưởng chiết

2.1.1 Khái niệm về lưới khống chế độ cao

Lưới độ cao là lưới xác định vị trí độ cao của các điểm khống chế lấy nó làmchỗ dựa để xác đinh vị trí độ cao của các điểm trong khu đo lập bản đồ và bố trícông trình Tùy theo yêu cầu chính xác và tác dụng khống chế của nó ta có thểphân thành: lưới độ cao nhà nước, lưới độ cao kỹ thuật và lưới độ cao đo vẽ.Lưới không chế độ cao là lưới đô cao tập hợp các điểm độ cao ngoài thựcđịa có độ cao H được xác định 1 cách chính xác để làm cơ sở cho quá trình đo vẽbản đồ, mặt cát địa hình, bố trí công trình và nghiên cứu khoa học nước ta dùng

kết quả quan sát mực nước biển trung bình tại trạm Nghiệm triều Hòn dấu để xácđịnh độ cao ở điểm gốc Đồ sơn hải phòng.

2.1.2 Phân loại và sơ đồ phát triển

Lưới độ cao thi công trên khu vực xây dựng công trình công nghiệp là cơ sở

độ cao cho công tác bố trí và đo vẽ hoàn công công trình Thông thường điểmkhống chế độ cao thi công được đặt trùng với điểm khống chế mặt bằng, điều đótạo yêu cầu cao hơn đối với ổn định của các mốc khống chế Ngoài ra mốc độ caothi công còn có thể gắn trên các cột, bệ móng máy hoặc móng của công trình đãxây dựng và đi vào ổn định Lưới khống chế độ cao được thành lập dưới dạng độcao hạng III, IV, đối với khu vực có diện tích rộng cần lập thêm vòng thủy chuẩnhạng II

Dựa vào độ chính xác người ta chia lưới khống chế độ cao được chia thànhcác loại như sau:

-Lưới độ cao nhà nước

-Lưới độ cao kỹ thuật

- Lưới độ cao đo vẽ

Lưới độ cao nhà nước được phân làm 4 cấp hạng: I, II, III, IV Lưới độ cao hạng I

và II là hệ thống độ cao thống nhất trong toàn quốc, là cơ sở cho nghiên cứu khoahọc và phát triển các lưới độ cao hạng III, IV

Lưới độ cao hạng II được thành lập ở khu vực rộng có chu vi lớn hơn 40km,chiều dài giữa các điểm nút không lớn hơn 10km

Lưới thủy chuẩn hạng II được tăng dầy bởi các tuyến hạng III, chiều dài giữacác tuyến các hạng III được bố trí giữa các điểm hạng II không vượt quá 15 km Chiều dài giữa các điểm nút không quá 5 km

Tuyến thủy chuẩn hạng IV tăng dầy cho lưới hạng III, chiều dài tuyến bố trígiữa các điểm hạng II và III Chiều dài tuyến giữa các điểm nút không vượt quá1-3 km Các điểm hạng IV cách nhau 400-500m ở khu vực xây dựng và 1 km ởkhu vực chưa xây dựng

Lưới khống chế độ cao kỹ thuật:

16

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

Lưới khống chế độ cao kỹ thuật được phát triển từ lưới khống chế độ caonhà nước Lưới khống chế độ cao kỹ thuật cùng với lưới khống chế mặt bằng khuvực và lưới khống chế đo vẽ sẽ tạo ra hệ thống cơ sở trắc địa chính để đo vẽ bản

đồ tỷ lệ vừa và lớn lưới khống chế độ cao kỹ thuật còn để xây dựng lưới khốngchế độ cao đo vẽ

Lưới khống chế độ cao đo vẽ là lưới khống chế cấp cuối cùng để chuyển độcao cho điểm mia Cở sở để phát triển lưới độ cao đo vẽ là các điểm khống chế độcao nhà nước và các điểm khống chế độ cao kỹ thuật Các điểm lưới của đo vẽ,đường chuyền toàn đạc đều là các điểm khống chế độ cao đo vẽ

Bảng 1: Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của lưới độ cao

Các chỉ tiêu kỹ thuật Hạng I Hạng II Hạng III Hạng IVChiều dài mia ngắm (m)

Sai số trung phương trên

±0.05mm

100

±0.5 mm

Sai số khép cho phép

trong đường đo ( L là

chiều dài đường đo tính

tuyến

- Giữa các điểm gốc

- Giữa các điểm nút

4010

155

42Khoảng cách lớn nhất

giữa các mốc

-Khu vực xây dưng

Khu vực chưa xây dựng

25

0.20.8

0.2÷0.50.5÷2

Bảng 2 : Chiều dài tối đa đường cao độ theo cấp hạng (km)

- Khái niệm mốc cơ sở

Mốc cơ sở là mốc độ cao có thiết kế đặc biệt có độ ổn định cao được chôn

chìm ở những vị trí quan trọng cách nhau trên 1 khoảng cách quy định trên đường

độ cao cung cấp số liệu gốc để xác định cao độ của các mốc Mốc cơ sở cần thoảmãn các yêu cầu sau:

- Giữ được độ cao ổn định trong suốt quá trình đo và trong quá trình sử dụng

- Cho phép kiểm tra một cách tin cậy độ ổn định của các mốc khác

- Cho phép dẫn độ cao đến các mốc khác một cách thuận lợi

Mốc thường : là mốc độ cao được thiết kế chôn cách nhau 3 đến 6km tùy theođiều kiện địa hình trên tất cả các đường độ cao hang I, II, III, IV

Điểm nút là điểm giao của ít nhất 3 đường độ cao cùng hạng

Điểm tựa là độ cao hạng cao và cùng hạng đã có từ trước mà điểm đầu hoặc điểmcuối của đường độ cao nối đo vào

18

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

2.2.2 Thiết kế lưới độ cao trong thành lập lưới độ cao

Để đảm bảo tính chặt chẽ và độ chính xác cần thiết cho việc xác định độ cao,cần thành lập một mạng lưới liên kết các mốc đọ cao nhà nước và mốc cơ sởtrong một hệ thống thống nhất

1 Lưới khống chế độ cao

Lưới khống chế độ cao cơ sở bao gồm các tuyến đo chênh cao liên kết toàn

bộ các điểm mốc độ cao cơ sở

a Kiểm tra đánh giá độ ổn định các điểm mốc

b Xác định hệ thống độ cao cơ sở thống nhất trong tất cả các chu kỳ đo

Thông thường sơ đồ lưới được thiết kế trên mặt bằng công trình sau khi đã khảosát, chọn vị trí đặt mốc khống chế ở thực địa Vị trí đặt và kết cấu mốc phải lựachọn cẩn thận sao cho mốc được bảo toàn lâu dài, thuận lợi cho việc đo nối đếncông trình, đặc biệt cần chú ý sự ổn định của mốc trong suốt quá trình đo và sửdụng sau này ,mốc cơ sở được đặt nơi thông thoáng địa chất tốt và gần các côngtrình

Trên sơ đồ thiết kế ghi rõ tên mốc, vạch các tuyến đo và ghi rõ số lượng trạm đohoặc chiều dài đường đo trong mỗi tuyến, trong điều kiện cho phép cần cố gắngtạo các vòng đo khép kín để có điều kiện kiểm tra chất lượng đo chênh cao, đồngthời bảo đảm tính chặt chẽ của toàn bộ mạng lưới

Để xác định cấp hạng đo và hiện ước tính để xác định sai số đo chênh cao trênmột trạm hoặc 1km chiều dài tuyến đo So sánh số liệu này với chỉ tiêu đưa ratrong quy phạm để xác định cấp hạng cần thiết

2.2.3 Phương án đo đạc và xử lý số liệu lưới độ cao

1 Phương án đo đạc.

Phương án đo đạc dùng phương pháp đo cao hình học

a Đo lưới độ cao bằng phương pháp đo cao hình học hạng IV nhà nước

Đo lưới bằng phương pháp đo cao hình học hạng IV nhà nước, được tiếnhành bằng phương pháp kết hợp đo hai chiều : đo đi và đo về, bằng máy đo cao

có độ chính xác cao loại H1 và máy tự động cân bằng loại SOKIA SDL 30 củaNhật Bản hoặc các máy có độ chính xác tương đương

Đối với các máy đo cao mới nhận ở xưởng về hoặc các máy mới sửa chữa thìtrước khi sử dụng đều phải kiểm tra, kiểm nghiệm ở trong phòng và ngoài thựcđịa theo những nội dụng của quy phạm Máy và mia đang dùng để đo lưới độ caothì không được sử dụng vào việc khác

Khi đo lưới độ cao bằng phương pháp đo cao hình học tùy theo cấp hạng lướithì sử dụng loại máy khác nhau nếu như đo lưới hang IV thì sử dụng mia đi kèmvới máy tùy loại máy sủ dụng , trong đó có hai thang chia vạch, sự xê dịch củamột vạch tương ứng với vạch khắc là 2.5mm Chiều dài của mia là 1m÷3m Trên mia phải có ống nước trong với giá trị độ khắc là 10÷12} {¿ trên 2mm Giátrị khoảng chia của các vạch trên mia có thể là 5mm hoặc 10mm

Trước khi bắt đầu công việc đo lưới cần thiết phải kiểm tra mia nhằm đảmbảo là mia không bị cong, các vạch khắc và các dòng chữ số trên mia rõ ràng, ốngthủy của mia phải hoàn hảo Khi đo lưới người cầm mia phải chú ý quan sát cácđiều kiện sau:

- Đế mia phải tuyệt đối sạch

- Người cầm mia phải đặt mia trên điểm cao nhất của mốc, theo hiệu lệnh củangười đo Khi di chuyển phải cẩn thận nhẹ nhàng để mia không bị va đập

- Mia và ống thủy tròn của mia phải được đặt thẳng đứng để giữ mia thẳngđứng khi đo Không được xê dịch mia trên điểm đặt trong thời gian đo

- Khi làm việc trong điều kiện thiếu ánh sáng, trên mia phải gắn đèn chiếusáng

20

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa

Chất

- Mia được dựng im trên mốc, người cầm mia đọc tên của mốc Không có

hiệu lệnh của người đo, mia không được rời khỏi mốc Trong thời gian giải lao

cần bảo quản mia không để va đập, chấn động, dựng mép mia và tường, khi đo

xong để mia trong phòng khô ráo và trong hòm riêng Trên một mốc đo trong các

chu kỳ đo khác nhau chỉ nên sử dụng một mia

Trình tự thao tác trên một trạm đo gồm các công việc sau:

- Đặt chân máy: chân máy thủy chuẩn đặt trên trạm khi đo phải được thăng

bằng không được nghiêng lệch, hai chân của máy được đặt song song với đường

đo, chân thứ ba cắt ngang khi bên phải, khi bên trái, tất cả ba chân của chân máy

phải ở trong những điều kiện giống nhau

- Lắp máy vào chân bằng ốc nối

- Cân bằng bọt thủy theo ống thủy gắn trên máy Độ lệch của bọt thủy tối đa

là hai vạch khắc của ống thủy

Việc tính toán ghi chép số đọc trên mia được thực hiện theo các chương trình

S c là số đọc trên thang chính mia sau ( ký hiệu là S c )

S p là số đọc trên thang phụ mia sau ( ký hiệu là S p )

T c là số đọc trên thang chính mia trước ( ký hiệu là T c )

T là chữ viết tắt của từ trước

c là chữ viết tắt của từ thang chính

p là chữ viết tắt của từ thang phụ

Khi đo độ lún bằng một mia và đặt trên nền đất cứng thì nên sử dụng chương

trình II

Chiều dài của tia ngắm không vượt quá 25 m Chiều cao của tia ngắm so với

mặt đất hay so với mặt trên của chướng ngại vật không được nhỏ hơn 0.8 m

Trong những trường hợp cá biệt khi đo trong các tầng hầm của công trình có

chiều dài tia ngắm không vượt quá 15 m thì được phép thực hiện việc ở độ cao tia

ngắm là 0,5 m

Công việc đo ngắm chỉ được phép thực hiện trong điều kiện hoàn toàn thuận

lợi và hình ảnh của các vạch khắc trên mia rõ ràng, ổn định

Trước khi bắt đầu những công việc đo ngắm 15 phút, cần đưa máy ra khỏi

hòm đựng để tiếp nhận nhiệt độ môi trường Trong trường hợp phải chuyền qua

các lỗ hổng, cửa sổ…thì đường kính các lỗ hổng, cửa sổ tối thiểu là 0.5 m Không

nên đặt máy ở nơi ranh giới giữa không khí nóng và lạnh

Chọn thời gian đo:

- Việc đo ngắm nên bắt đầu sau khi mặt trời mọc nửa giờ và kết thúc trước khi

mặt trời lặn nửa giờ Không nên đo khi nhiệt độ không khí cao, gió mạnh từng

hồi, bởi vì lúc này việc kẹp vạch và bắt mục tiêu là không chính xác

- Trong khi đo phải sử dụng ô che máy, tránh tác động trực tiếp của tia nắng

mặt trời dọi vào máy Khi di chuyển từ trạm máy này đến trạm khác phải che máy

bằng túi, bao trọng làm bằng vật liệu mịn chuyên dụng

Chênh lệch khoảng cách từ máy tới mia trước và mia sau tối đa là 0,4 m

Tích lũy những chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau trong

một tuyến đo (hoặc vòng khép kín) cho phép không được vượt quá 2 m Khoảng

cách từ máy đến mia được đo bằng máy đo khoảng cách hoặc bằng thước dây

Việc bố trí các khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau gần bằng nhau được

22

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

thực hiện bằng dây thừng; thước dây hoặc thước thép Khi góc i của máy đo

sau là 0,8 m và tích lũy những chênh lệch khoảng cách trong một tuyến đo hoặcvòng khép kín là 4 m

Trên mỗi trạm máy cần kiểm tra ngay công việc đo Việc kiểm tra này baogồm các công việc sau:

- Tính hiệu số đọc thang chính và thang phụ của mỗi mia Hiệu số của chúngphải ở trong giới hạn của hai vạch thang (0,1 mm), khi có sự khác biệt lớn, việc

đo ngắm phải được làm lại

- Tính các chênh cao nhân đôi theo thang chính và thang phụ của mia trước vàmia sau Sự khác biệt của các chênh cao nhân đôi theo thang chính và thang phụkhông được lớn hơn 4 vạch chia của bộ đo cực nhỏ 0,2 mm Khi có sự khác biệtlớn, việc đo ngắm phải được làm lại

- Tính toán chênh cao: số khác biệt về chênh cao ở hai vị trí máy cho phépkhông hơn 0,2 ¿ 0,3 mm

Sau khi thực hiện xong một tuyến đo khép kín, cần phải tính sai số khép vòng

đo Sai số khép vòng đo không được vượt quá sai số giới hạn cho phép là:

f h=0.3√n(mm)

Trong đó:

n là số trạm máy trong tuyến đo cao

b Đo lưới độ cao bằng phương pháp đo cao hình học hạng II

Đo độ lưới độ cao bằng phương pháp đo cao hình học hạng II được tiến bằng

máy đo cao loại H 1, H 2,NAK 2, Ni004 và các máy đo có độ chính xác tương

đương Có thể dùng cả loại máy đo cao tự động cân bằng : K 0Ni−007

- Độ phóng đại ống kính của các máy đo cao yêu cầu từ 35x÷40x

- Giá trị vạch khắc trên mặt ống nước dài không vượt quá 12/2 ital mm} {¿

- Giá trị vạch khắc vành đọc số của bộ đo cực nhỏ là 0.05÷0.10mm

Việc đo cao được tiến hành theo các vòng đo bằng một độ cao máy Tất cảcác máy và dụng cụ dùng để đo độ lún bằng phương pháp đo cao hình học hạng IIđều phải được kiểm tra, kiểm nghiệm ở trong phòng và ngoài thực địa theo nộidung, yêu cầu của quy phạm

Khi đo độ lún bằng phương pháp đo cao hình học hạng II cần dùng mia cóbăng invar hoặc hai thang chia vạch Giá trị khoảng chia của các vạch trên mia cóthể là 5 mm hoặc 10 mm Chiều dài của mia từ 1m ¿ 3 m Sai số các khoảngchia 1 m, 1dm và toàn chiều dài mia không vượt quá 0,20 mm Khi mia dùng để

đo độ lún ở miền núi thì sai số này không được vượt quá 0,10 mm

Trình tự đo ngắm trên một trạm máy: tương tự như trình tự của phương pháp

đo cao hình học hạng I

Khi đo lưới quá trình đo ngắm bắt đầu từ một cọc mốc và kết thúc cũng nêndừng ở cọc mốc đó Cũng có thể kết thúc việc đo ngắm trên một cọc mốc kháctheo các đường đo khép kín hoặc đường đo nối vào các mốc cơ sở Số trạm máytrong tuyến đo treo được phép tối đa là 2 Số trạm máy trong tuyến đo khép kínphải bảo đảm độ chính xác cần thiết của giá trị độ lún nhận được

Chiều dài của tia ngắm không được vượt quá 30m, trong trường hợp cá biệtkhi đường đo dài và sử dụng mia khắc vạch có bề rộng là 2 mm, thì cho phép tăngchiều dài của của tia ngắm đến 40 m.Chiều cao tia ngắm phải đặt cách mặt đất tốithiểu là 0,5 m

Sự chênh lệch của khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau không vượtquá 1 m Tích lũy khoảng cách từ máy đến mia trong các tuyến đo hoặc một vòng

đo khép kín không được vượt quá 3m÷4 m Khi góc i của máy ¿ 4 div 8 , cóthể cho phép chênh lệch khoảng cách từ máy tới mia là 2m và tích lũy chênh

24

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học - Mỏ Địa Chất

lệch khoảng cách từ máy đến mia trong một tuyến đo hoặc vòng đo khép kínkhông được vượt quá 8m

Việc đo độ lún phải được thực hiện trong điều kiện thuận lợi cho việc đongắm theo quy tắc: tương tự như phương pháp đo cao hình học hạng I

Nếu sử dụng các điểm chuyển tiếp khi đo độ lún công trình thì phải sử dụngcác “cóc” để đặt mia

Tại mối trạm máy cần kiểm tra ngay các kết quả đo ở ngoài thực địa Côngtác kiểm tra này bao gồm:

- Tính hiệu số đọc của thang chính và thang phụ của mia Hiệu số này phảiđược phân biệt với số cố định không lớn hơn 3 vạch chia của bộ đo cực nhỏ

hiện lại

- Tính các chênh cao nhân đôi theo thang chính và thang phụ của mia trước vàmia sau Sự khác nhau của chênh cao nhân đôi ở thang chính và thang phụ khôngđược lớn hơn 6 vạch chia của bộ đo cực nhỏ (0.3mm) Khi có sự chênh lệch lớn,công việc đo ngắm cần phải được thực hiện lại

- Tính toán chênh cao đo

Sau khi thực hiện các tuyến đo khép kín, phải tính toán kiểm tra sai số khépvòng đo Sai số khép vòng đo không được vượt quá sai số cho phép tính theocông thức :

f h=±0.5√n(mm)

Trong đó : n là trạm máy trong tuyến đo cao khép kín

2 Xử lý số liệu lưới độ cao

Việc xử lý số liệu quan đo cao bắt đầu kiểm tra và đánh giá chất lượng kết quả đongoại nghiệp bao gồm