HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH ADS

Có thể kể ra các ứng dụng của bài toán tính toán khối lượng san nền như: * Thiết kế tính toán san nền đào đắp thông thường * Thiết kế tính toán hoàn công san nền * Thiết kế tính toán k

TỔNG QUAN

✓

Hạng mục san nền là một hạng mục lớn trong thiết kế và thi công công trình xây dựng Thông thường hạng mục này chiếm từ 15-20% tổng mức đầu tư của công trình Có một số trường hợp đặc biệt san nền chiếm đến 30% tổng mức đầu tư Do đó việc tính toán chính xác khối lượng san nền là đặc biệt quan trọng

Công tác tính toán khối lượng san nền gồm 2 phần

* Tính toán trong biên đào đắp

* Tính toán đào đắp taluy

Để tính toán khối lượng san nền cần đầy đủ 3 yếu tố:

* Bề mặt tự nhiên (còn gọi là bề mặt hiện trạng hay bề mặt trước san lấp )

* Bề mặt thiết kế (còn gọi là bề mặt sau san lấp hay bề mặt hoàn công trong trường hợp tính hoàn côngsan nền )

* Biên lô đào đắp (gồm cả biên ngoài và biên trong (vùng bỏ qua không san lấp))

Trong thực tế, các bài toán san nền khá đa dạng Các bài toán này chỉ khác nhau về mô hình thiết kế

Có thể kể ra các ứng dụng của bài toán tính toán khối lượng san nền như:

* Thiết kế tính toán san nền đào đắp thông thường

* Thiết kế tính toán hoàn công san nền

* Thiết kế tính toán khối lượng nút giao

* Thiết kế tính toán dung tích hồ chứa (Hồ điều hòa, lòng hồ thủy điện, …)

San nền trong biên đào đắp

Công tác tính toán khối lượng san nền trong lô có thể thực hiện theo 2 phương pháp:

✓Tính toán theo phương pháp lưới ô vuông (Phương pháp tích phân giải tích)

✓Tính toán theo phương pháp hình học không gian 3D

Các phương pháp trên đều có những ưu nhược điểm riêng và có sự chênh lệch về kết quả tính toán dođược xây dựng trên các lý thuyết tính toán khác nhau Phương pháp lưới ô vuông thường chỉ áp dụnghiệu quả cho địa hình bằng phẳng (cả tự nhiên và thiết kế đều tương đối bằng phẳng) còn phươngphương pháp hình học có thể áp dụng cho bất kỳ trường hợp nào

.Phương pháp lưới ô vuông

1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

Theo phương pháp này, vùng tính toán khối lượng san nền được chia thành các đơn vị tích phân Mỗi đơn vị là một khối lăng trụ chữ nhật với 2 mặt đáy trên và đáy dưới là các mặt làm tròn trung bình của

bề mặt tự nhiên và bề mặt thiết kế

Thể tích của mỗi đơn vị tích phân được tính theo công thức thể tích của khối lăng trụ:

Trong đó:

V : Thể tích khối lăng trụ tích phân đơn vị

S : Diện tích mặt chiếu bằng khối lăng trụ tích phân đơn vị

: Cao độ thiết kế và tự nhiên nội suy tại các nút lưới

Thể tích toàn vùng đào đắp được cộng dồn theo các hàng (hoặc cột) và cộng tổng các hàng (cột) vớinhau

2 SAI SỐ TÍNH TOÁN

Theo các tính toán này xuất hiện 3 sai số :

Sai số do việc thu thập số liệu khảo sát bề mặt tự nhiên (hiện trạng) Sai số này chỉ có cách điềuchỉnh duy nhất là tăng mật độ điểm cao trình khảo sát ngoài hiện trường để thể hiện chính xác nhất cóthể mô hình ngoài thực tế lên bản vẽ

Sai số do nội suy cao độ tự nhiên và thiết kế tại các nút lưới Sai số này có thể hạn chế bằng cáccách định vị nút lưới vào các điểm có cao trình xác định (khi đó không phải nội suy cao độ)

Sai số do chuẩn hóa các khối tích phân đơn vị Sai số này gồm 2 sai số:

Sai số diện tích vùng đào/đắp trong một khối tích phân đơn vị gồm cả đào và đắp

Diện tích vùng đào đắp tính toán Diện tích vùng đào đắp thực tế

Sai số tính trung bình chênh cao

Sai số do chênh cao trung bìnhHai loại sai số này được nhân với nhau tạo ra một sai số lớn hơn cộng dồn vào kết quả tính thể tích đàođắp của từng ô lưới đơn vị và cộng dồn vào tổng thể tích

Để hạn chế 2 loại sai số này thì các ô tích phân đơn vị phải được chia đủ nhỏ để coi là thay đổi cao độ

tự nhiên và thiết kế là không đáng kể Địa hình càng thay đổi đột ngột càng cần chia nhỏ để bám theo các thay đổi của địa hình Tuy nhiên việc chia các ô lưới cũng có giới hạn để có thể hiển thị kết quả trên bản vẽ Do vậy thường chỉ chia đến kích thước 10x10m hoặc tối đa 5x5m

3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM

ƯU ĐIỂM

✓ Tính toán nhanh

✓ Dễ dàng thực hiện với tính toán bằng thủ công hoặc bằng phần mềm

✓ Kiểm tra dễ dàng với các dữ liệu hiển thị trên bản vẽ in

NHƯỢC ĐIỂM

✓

Sai số tính toán

lớn

✓ Không tách chính xác ranh giới đào đắp

B Phương pháp hình học không gian 3D

1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

Tính khối lượng san nền theo phương pháp khối hình học không gian 3D

Theo phương pháp này, vùng tính toán khối lượng san nền được tính trực tiếp thể tích theo không gian thực

Khối lượng thể tích của cả khối san nền được tính toán theo dạng tổng khối Tuy nhiên, để thuận lợi cho việc thẩm tra thẩm định và so sánh sai số giữa các phương pháp tính thì khối san nền vẫn được chia nhỏ theo các ô vuông như đối với lưới ô vuông Việc chia cắt thành các khối nhỏ không làm phát sinh sai số tổng khối lượng của vùng đào đắp

2 SAI SỐ TÍNH TOÁN

Theo các tính toán này chỉ xuất hiện 1 sai số duy nhất do việc thu thập số liệu khảo sát bề mặt tự nhiên (hiện trạng) Sai số này chỉ có cách điều chỉnh duy nhất là tăng mật độ điểm cao trình khảo sát ngoài hiện trường để thể hiện chính xác nhất có thể mô hình ngoài thực tế lên bản vẽ

3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM

NHƯỢC ĐIÊM

✓ Tốc độ tính toán chậm hơn

✓ Khó có thể thực hiện được bằng tính toán thủ công

Tính toán taluy san nền

Công tác tính toán khối lượng taluy san nền có thể thực hiện theo 2 phương pháp:

✓ Tính toán theo phương pháp mặt cắt (Phương pháp tích phân giải tích)

✓ Tính toán theo phương pháp hình học không gian 3D

Các phương pháp trên đều có những ưu nhược điểm riêng và có sự chênh lệch về kết quả tính toán

do được xây dựng trên các lý thuyết tính toán khác nhau Phương pháp lưới mặt cắt thường chỉ áp dụnghiệu quả cho địa hình có các đường đứt gãy địa hình tương đối vuông góc với mặt cắt taluy (cả tự nhiên

và thiết kế đều phải đảm bảo điều kiện này) còn phương phương pháp hình học có thể áp dụng cho bấtkỳ trường hợp nào

Phương pháp mặt cắt

1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

Tính khối lượng taluy san nền theo phương pháp mặt cắt Theo phương pháp này, vùng taluy tính toán khối lượng được chia thành các đơn vị tích phân Mỗiđơn vị là một khối lăng trụ với 2 mặt đáy là 2 mặt cắt trước và sau

Thể tích của mỗi đơn vị tích phân được tính theo công thức thể tích của khối lăng trụ:

Trong đó:

V : Thể tích khối lăng trụ tích phân đơn vị

L : Khoảng cách bước chia mặt cắt

: Diện tích mặt cắt trước và sau

2 SAI SỐ TÍNH TOÁN

Theo các tính toán này xuất hiện 2 sai số :

✓

Sai số do việc thu thập số liệu khảo sát bề mặt tự nhiên (hiện trạng) Sai số này chỉ có cách điều chỉnh duy nhất là tăng mật độ điểm cao trình khảo sát ngoài hiện trường để thể hiện chính xác nhất có thể mô hình ngoài thực tế lên bản vẽ

✓

Sai số do chuẩn hóa các khối tích phân đơn

vị

Để hạn chế 2 loại sai số này thì bước mặt cắt phải được chia đủ nhỏ để coi là thay đổi cao độ tựnhiên và thiết kế là không đáng kể Địa hình càng thay đổi đột ngột càng cần chia nhỏ để bám theo cácthay đổi của địa hình Tuy nhiên việc chia bước mặt cắt cũng có giới hạn để đảm bảo tốc độ tính toán vớimáy tính Do vậy thường chỉ chia đến 5m

3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM

ƯU ĐIỂM

✓ Tính toán nhanh

✓ Dễ dàng thực hiện với tính toán bằng thủ công hoặc bằng phần mềm

✓ Kiểm tra dễ dàng với các dữ liệu hiển thị trên bản vẽ in

NHƯỢC ĐIÊM

✓

Sai số tính toán

lớn

✓ Không tách chính xác ranh giới chân taluy đào đắp trên mặt bằng

Phương pháp hình học không gian 3D

1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

Theo phương pháp này, vùng tính toán khối lượng san nền được tính trực tiếp thể tích theo không gian thực.

Khối lượng thể tích của cả khối taluy được tính toán theo dạng tổng khối và không phát sinh sai số

so giữa 2 mặt cắt

2 SAI SỐ TÍNH TOÁN

Theo các tính toán này chỉ xuất hiện 1 sai số duy nhất do việc thu thập số liệu khảo sát bề mặt tự nhiên(hiện trạng) Sai số này chỉ có cách điều chỉnh duy nhất là tăng mật độ điểm cao trình khảo sát ngoàihiện trường để thể hiện chính xác nhất có thể mô hình ngoài thực tế lên bản vẽ

3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM

Dữ liệu đầu vào

Để tính toán khối lượng san nền cần đầy đủ 3 yếu tố:

Bề mặt tự nhiên và thiết kế (MHĐH)

Bề mặt tự nhiên và thiết kế trong chương trình có phương thức khai báo như nhau và gọi chung là

Mô hình địa hình (MHĐH)

Biên lô đào đắp

Biên lô đào đắp được xác định bằng các đường Polyline chỉ gồm các đoạn thẳng, khép kín và có cao độ bằng 0

Biên lô bao gồm 2 loại:

Lưới ô vuông tính toán san nền

Lưới ô vuông là đối tượng cơ bản của ADS Level dùng để quản lý và chia vùng tính toán khối lượng san nền được chia thành các đơn vị tích phân Mỗi đơn vị là một khối lăng trụ chữ nhật với 2 mặt đáy trên và đáy dưới là các mặt làm tròn trung bình của bề mặt tự nhiên và bề mặt thiết kế.

Gọi là lưới ô vuông nhưng thực chất lưới là tập hợp của các tứ giác (trong trường hợp thông thường

là hình vuông) Kích thước của các ô lưới được chia đủ nhỏ để coi như sự biến thiên (thay đổi) của bề mặt tự nhiên và bề mặt thiết kế là không đáng kể

Lưới ô vuông luôn phải đảm bảo bao hết khu vực tính toán (bao ngoài) Trong ADS cho phép đườngbao nằm trên cạnh của lưới ô vuông

Lưới ô vuông được xác định thông qua các tham số sau:

Tạo lưới ô vuông

Trình tự thực hiện việc tạo lưới ô vuông như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 3 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Tạo lưới

Toolbar :

Chương trình xuất hiện hộp thoại "Tạo lưới"

➢ Nhập tên lưới Tên lưới phải là duy nhất và không trùng nhau.

Hiệu chỉnh lưới ô vuông

Lưới ô vuông được tạo ra theo các thông số mặc định thường không bám được địa hình tự nhiên và

Để hạn chế sai số, cần hiệu chỉnh lưới ô vuông bằng cách định vị lại các vị trí ô lưới Có thể kết hợpnhiều lệnh khác nhau để việc định vị ô lưới đơn giản và thuận tiện hơn:

✓ Dùng các lệnh Move, Stretch, Rotate của AutoCad

✓ Chèn xóa hàng, cột

✓

Kéo thả các Grip point của

lưới

Hiệu chỉnh bằng AutoCad

Việc dịch chuyển lưới được thực hiện bằng lệnh Move của AutoCad

Dịch chuyển lưới ô vuông bằng lệnh Move của AutoCad

Trình tự thực hiện việc dịch chuyển lưới như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 3 phương thức:

Menu : Modify \ Move

Việc quay lưới được thực hiện bằng lệnh Rotate của AutoCad

Quay lưới ô vuông bằng lệnh Rotate của AutoCad

Trình tự thực hiện việc quay lưới ô vuông như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 3 phương thức:

Menu : Modify \ Rotate

Kéo giãn lưới thực chất là việc kéo giãn các Grip Point của lưới ô vuông.

Việc kéo giãn lưới được thực hiện bằng lệnh Stretch của AutoCad

Kéo giãn lưới ô vuông bằng lệnh Stretch của AutoCad

Trình tự thực hiện kéo giãn lưới ô vuông như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 3 phương thức:

Menu : Modify \ Stretch

➢ Chỉ điểm cơ sở mới (new Base Point)

Hiệu chỉnh Grip Point

Lưới ô vuông hiệu chỉnh các Grip Point bằng cách sử dụng các lệnh Move, Rotate, Stretch, trong một số trường hợp không thuận tiện khi chỉ muốn dịch 1 hoặc vài Grip Point Khi đó có thể hiệu chỉnh trực tiếp Grip Point thông qua các thao tác kéo, thả

Các Grip Point không được hiệu chỉnh vẫn cố định ở vị trí cũ

Trình tự thực hiện việc hiệu chỉnh Grip point như sau:

➢

Kích trái chuột chọn vào lưới san nền trên bản vẽ để xuất hiện các Grip

Point

➢ Kích trái chuột chọn vào nút lưới cần dịch, giữ chuột trái rồi dịch chuyển vị trí mới

Chèn / xóa hàng cột

Lưới ô vuông trong quá trình hiệu chỉnh các Grip Point hoặc sử dụng các lệnh Move, Rotate, Stretch,

có thể sinh ra hiện tượng thừa hoặc thiếu hàng hoặc cột so với đường bao địa hình Do đó cần chèn bổ sung hoặc xóa bớt hàng (cột)

Trình tự thực hiện việc chèn hàng như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 4 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Hiệu chỉnh lưới \ Chèn hàng

Trình tự thực hiện việc chèn cột như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 4 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Hiệu chỉnh lưới \ Chèn cột

Trình tự thực hiện việc xóa hàng như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 4 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Hiệu chỉnh lưới \ Xóa hàng

Trình tự thực hiện việc xóa cột như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 4 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Hiệu chỉnh lưới \ Xóa cột

➢ Trên Panel chính của chương trình báo có 1 đường bao cho lưới san nền như hình dưới

➢ Trên Panel chính của chương trình báo số lượng hố đang có của lưới san nền như hình dưới

✓

Khi đã thêm nhầm một hoặc nhiều hố, có thể loại các hố đó khỏi danh sách để việc tính toán đầy

đủ trong các vùng hố đã gán sai

Kích phải chuột ở mục , chọn menu sau đó chọn các Polyline hố đang có trên

Trên Panel chính của chương trình báo số hố cọn lại cho lưới san nền

Thiết lập thông số tính toán san nền

➢ Chọn phương pháp tính khối / không tính khối (*)

➢ Cắt lưới ngoài vùng

Các thông số có ký hiệu (*) là bắt buộc phải thiết lập

Trình tự thực hiện việc thiết lập các thông số như sau

Giao diện hiện như hinh:

lượng theo phương pháp hình học không gian 3D.

o Đối tượng cao độ nút biên

Hai loại đối tượng cao độ nút chỉ khác nhau về mặt hiển thị, còn vai trò giống như nhau trong quá trình tính toán

Lưới san nền chỉ có thể tính toán khối lượng đào đắp khi đã gán cao độ

Trình tự thực hiện việc gán cao độ cho lưới san nền như sau

Gọi lệnh theo 1 trong các cách sau:

Menu : ADS_Level \ Gán cao độ nút lưới

o

Đường ranh giới các khu vực đào / đắp là các đường

Polyline

o

Khối san nền phần đào và đắp: Các đối tượng này được gán mặc định thuộc

Layer Level_Solid_Cut và Level_Solid_Fill hai Layer này được mặc định đóng băng (Freeze)

Trình tự thực hiện việc tính đào đắp cho lưới san nền như sau

Gọi lệnh theo 1 trong các cách sau:

Menu : ADS_Level \ Tính đào đắp

Hiển thị kết quả tính toán

✓ Ký hiệu đào đắp được sinh ra khi tính khối lượng

✓

Mỗi phần đào hoặc đắp trong 1 ô lưới có tương ứng 1 ký hiệu đào

đắp

✓ Ký hiệu đào đắp có 4 thông tin:

Chỉ số hàng cột ô lưới (tên ô)

Chênh cao trung bình

✓ Ký hiệu đào đắp có 7 thông tin:

Chỉ số hàng cột ô lưới (tên ô)

Chênh cao trung bình đào

5 KÝ HIỆU ĐÀO ĐẮP HÀNG/CỘT

✓

Ký hiệu đào đắp hàng/cột thường được điền lên bản vẽ để tiện cho công tác kiểm tra và cộng gộp khối lượng

✓ Mỗi hàng/cột sẽ có tương ứng 1 ký hiệu đào đắp hàng/cột

✓ Ký hiệu đào đắp hàng/cột có 4 thông tin:

Màu (theo AutoCad)

Kiểu chữ (theo AutoCad)

✓ Ngoài các tùy chọn riêng cho các thành phần, đối tượng cao độ nút lưới còn có thuộc tính chung: Cao chữ

Cách chữ

Góc nghiêng (dùng cho các lưới xiên)

Layer chứa đối tượng

Trình tự thực hiện việc cài đặt hiển thị nút lưới như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 2 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Cài đặt hiển thị

-> Màu (theo AutoCad)

-> Kiểu chữ (theo AutoCad)

✓ Ngoài các tùy chọn riêng cho các thành phần, đối tượng cao độ nút lưới còn có thuộc tính chung: -> Cao chữ

> Cách chữ

-> Góc nghiêng (dùng cho các lưới xiên)

-> Góc nghiêng 2

-> Kích thước

-> Khoảng cách điền

-> Layer chứa đối tượng

-> Màu đối tượng đào/đắp

Trình tự thực hiện việc cài đặt hiển thị nút biên như sau:

Gọi lệnh bằng 1 trong 2 phương thức:

Menu : ADS_Level \ Cài đặt hiển thị

Command : CDHT ↵