Thành lập lưới khống chế thi công trong xây dựng công trình công nghiệp

rên con đường công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, việc xây dựng và phát triển các khu công nghiệp là hết sức cần thiết. Chúng ta đã xây dựng được khá nhiều những cụm công nghiệp cũng nh

Mục lục

Lời nói đầu ……… 2

Ch ơng 1 . Giới thiệu chung………3

1.1 ý nghĩa và nội dung công tác trắc địa khi thành lập l ới khống chế thi công công trình công nghiệp………3

1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật công tác trắc địa trong thành lập l ới khống chế thi công công trình công nghiệp……….8

1.3 Trình tự lập bản thiết kế l ới khống chế thi công công trình công nghiệp……… 15

Ch ơng 2 Thiết kế l ới khống chế mặt bằng và độ cao trong thi công công trình công nghiệp ……… …18

2.1 Xác định độ chính xác thành lập l ới khống chế thi công công trình công nghiệp………18

2.2 Ph ơng pháp thành lập và thiết kế sơ đồ l ới………19

2.3 Ước tính độ chính xác thành lập l ới……… 31

2.4 Tổ chức đo đạc các mạng l ới……… 41

2.5 Xử lý số liệu đo đạc l ới khống chế thi công……… … 52

2.6 Thành lập l ới khống chế độ cao thi công……….57

Ch ơng 3 . Thực nghiệm thiết kế l ới khống chế thi công công trình công nghiệp ……… 62

3.1 Đặc điểm công trình và các yêu cầu kỹ thuật cơ bản…… ……… 62

3.2 Thiết kế các ph ơng án thành lập l ới…… ……… 64

3.3 Ước tính độ chính xác……… …… 67

3.4 Tổ chức đo đạc và xử lý số liệu……… ……… 75

3.5 Lập dự toán kinh phí……… 77

Kết luận ……… ……… 79

Tài liệu tham khảo……… 80

Phụ lục 1………81

Phụ lục 2 ……… 110

Lời nói đầu

Trên con đ ờng công nghiệp hoá - hiện đại hoá Đất n ớc, việc xây dựng

và phát triển các khu công nghiệp là hết sức cần thiết Chúng ta đã xây dựng

đ ợc khá nhiều những cụm công nghiệp cũng nh các nhà máy sản xuất với diệntích và quy mô hoạt động lớn nhỏ khác nhau Việc xây dựng các công trình côngnghiệp cần có những yêu cầu riêng biệt trong suốt quá trình thiết kế, thi công vàkhai thác sử dụng Đối với công tác Trắc địa phục vụ cho xây dựng công trìnhcông nghiệp thì các yêu cầu này càng phải chặt chẽ bởi công tác này là cơ sở choviệc xây dựng công trình về sau Để đảm bảo đ ợc các yêu cầu đó, một nhiệm vụ

đặt ra đối với các nhà trắc địa trong xây dựng công trình công nghiệp là phải thiết

kế các mạng l ới trắc địa phục vụ cho từng quá trình trên Trong các mạng l ới

trắc địa, việc thành lập l ới khống chế thi công là một trong những nội dung quantrọng, l ới khống chế thi công đ ợc thành lập theo nhiều ph ơng pháp khácnhau để thực hiện các công tác bố trí và đo vẽ hoàn công công trình

Đ ợc sự phân công của bộ môn Trắc địa công trình - Khoa Trắc địa - Tr ờng

Đại học Mỏ - Địa chất cùng thày giáo h ớng dẫn PGS.TS Nguyễn Quang Thắng,

tôi đ ợc giao nhiệm vụ thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thành lập l ới

khống chế thi công trong xây dựng công trình công nghiệp” Nội dung đồ án

bao gồm :

Ch ơng I : Giới thiệu chung

Ch ơng II: Thiết kế l ới khống chế mặt bằng và độ cao trong thi côngcông trình công nghiệp

Ch ơng III: Thực nghiệm thiết kế l ới khống chế thi công công trình côngnghiệp

Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi đã nhận đ ợc sự h ớng dẫn chỉ bảo

nhiệt tình của PGS.TS Nguyễn Quang Thắng và các Thày cô trong bộ môn Trắc

địa công trình Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên trong đồ án không thể

tránh khỏi những thiếu sót, vậy tôi rất mong đ ợc sự đóng góp ý kiến của quý

Thày cô cùng các bạn đồng nghiệp để bản đồ án đ ợc hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Ch ơng 1

Giới thiệu chung

1.1 ý nghĩa và nội dung công tác Trắc địa khi thành lập

l ới khống chế thi công công trình Công nghiệp

1.1.1 Mục đích, ý nghĩa, các đặc điểm cơ bản và yêu cầu độ chính xác của l ới khống chế thi công công trình công nghiệp

Công trình công nghiệp là công trình hoặc tổ hợp công trình thực hiệnviệc sản xuất, chế tạo một sản phẩm nhất định Các hạng mục trong công trìnhcông nghiệp bao gồm: nhà x ởng chuyên dụng thực hiện một quy trình côngnghệ sản xuất, trạm cung cấp năng l ợng, trạm cơ khí, hệ thống công trìnhngầm… Các công trình công nghiệp khác nhau về ý nghĩa, quy trình công nghệsản xuất, sự phân bố và kích th ớc của các thiết bị Nhà trong công trình côngnghiệp có thể đ ợc thiết kế d ới dạng nhà một tầng hoặc nhiều tầng, một nhịp

hoặc nhiều nhịp, có kết cấu dạng khung với mái lợp là các tấm lớn Trong nhà

công nghiệp lắp đặt thiết bị nâng chuyển d ới dạng cần trục cầu hoặc cần trục

chạy Thiết bị lắp đặt trong công trình công nghiệp bao gồm các dụng cụ, tổmáy, thiết bị đảm bảo cung cấp điện, n ớc, khí đốt…

L ới khống chế thi công công trình nói chung và l ới khống chế thi công

công trình công nghiệp nói riêng là một dạng l ới chuyên dùng, đ ợc thành lập

với hai mục đích chủ yếu đó là: chuyển bản thiết kế công trình ra thực địa (bố trícông trình) và đo vẽ hoàn công công trình L ới khống chế thi công đ ợc thành

lập dựa vào mạng l ới khống chế đã đ ợc lập ở giai đoạn khảo sát thiết kế Tuỳ

thuộc vào diện tích khu vực và công nghệ xây dựng công trình mà l ới khống

chế thi công có thể gồm một số bậc l ới

L ới khống chế thi công công trình bao gồm hệ thống các điểm khống

chế mặt bằng và độ cao đ ợc l u giữ bằng các dấu mốc trắc địa trên khu vực xâydựng trong suốt quá trình thi công công trình.L ới khống chế thi công côngtrình đ ợc lập sau khi đã giải phóng và san lấp mặt bằng, những đặc điểm cơ bảncủa l ới nh sau:

- L ới đ ợc thành lập trong hệ toạ độ vuông góc giả định nh ng đ ợc đo

nối với hệ toạ độ Nhà n ớc;

- Đồ hình l ới đ ợc xác định tuỳ thuộc vào hình dạng của khu vực và sự

phân bố các hạng mục của công trình xây dựng;

- Kích th ớc và số l ợng hình hoặc vòng khép của l ới khống chế thicông th ờng không lớn;

- Chiều dài cạnh của l ới th ờng ngắn;

- Các điểm của l ới có yêu cầu độ ổn định cao về vị trí trong điều kiện thicông xây dựng công trình phức tạp;

- Điều kiện đo đạc mạng l ới th ờng gặp nhiều khó khăn do ảnh h ởng

của các điều kiện trong khi xây dựng công trình

Các yếu tố ảnh h ởng đến việc lựa chọn ph ơng pháp thành lập l ới

khống chế thi công công trình bao gồm: hình dạng và diện tích của khu vực xâydựng, điều kiện địa hình khu đo, độ chính xác yêu cầu, ph ơng tiện trang thiết bị

đo đạc hiện có L ới khống chế thi công công trình có thể đ ợc thành lập theo

các ph ơng pháp truyền thống nh : l ới tam giác (đo góc, đo cạnh, đo góc - cạnh),

l ới đa giác, l ới ô vuông xây dựng Ngoài ra, với những u điểm nổi bật và hiệu

quả công tác cao, công nghệ GPS đang đ ợc ứng dụng và phát triển rộng rãitrong các lĩnh vực trắc địa trong đó có công tác thành lập l ới khống chế thi

công trắc địa công trình Khi áp dụng công nghệ GPS để thành lập l ới khống

chế thi công công trình thì không cần thiết phải lập l ới trắc địa cơ sở nếu nh

gần khu xây dựng đã có ít nhất một điểm toạ độ Nhà n ớc Thực tế l ới cơ sở

trắc địa công trình chỉ cần thiết cho các khu vực xây dựng có diện tích lớn

Theo mục đích và ý nghĩa, l ới khống chế thi công công trình côngnghiệp cần đảm bảo những yêu cầu về độ chính xác sau:

- Yêu cầu độ chính xác bố trí công trình;

- Yêu cầu độ chính xác đo vẽ hoàn công công trình

1.1.2 Công tác trắc địa khi thành lập l ới khống chế thi công công

trình công nghiệp

Khi xây dựng các công trình công nghiệp, khối l ợng thực hiện các côngtác trắc địa là t ơng đối lớn Để chuyển bản thiết kế công trình ra thực địa cầnthành lập l ới khống chế thi công Từ các điểm của l ới khống chế thi côngchuyển ra thực địa trục chính và trục cơ bản của các ngôi nhà, công trình trênmặt đất và công trình ngầm Khi bố trí chi tiết, cần xác định vị trí các kết cấuriêng biệt từ trục cơ bản đã đ ợc chuyển và đánh dấu trên thực địa, ngoài ra cần

bố trí các móng, đế để lắp đặt các thiết bị công nghệ Công tác trắc địa khi lắp

đặt các thiết bị công nghệ, đảm bảo quá trình sản xuất có ý nghĩa đặc biệt quantrọng trong xây dựng công trình công nghiệp Ph ơng pháp tiến hành và độchính xác của công tác này phụ thuộc vào các yếu tố: hình dạng, kích th ớc và

đặc tr ng của thiết bị cũng nh yêu cầu về vị trí t ơng hỗ giữa các bộ phận của

- Chuyển ra thực địa các trục chính của công trình từ các điểm khống chế;

- Tiến hành các công tác bố trí chi tiết phục vụ việc đào và đổ bê tông hốmóng;

- Thành lập l ới định vị các trục phục vụ cho công tác xây dựng và lắp rápcác kết cấu xây dựng trên mặt bằng gốc của các công trình cao tầng;

- Chuyển toạ độ và độ cao từ l ới cơ sở nói trên lên các tầng thi công vàlập lại ở các tầng l ới cơ sở đã chuyển lên, dựa v o đó phát triển l ới bố trí chiào đó phát triển lưới bố trí chitiết; tiến hành các công tác bố trí chi tiết phục vụ việc thi công xây dựng trên cácsàn tầng;

- Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng công trình đã đ ợc lắp đặt;

- Quan trắc chuyển dịch và biến dạng công trình;

- Lập báo cáo kỹ thuật về công tác trắc địa

Để có thể thực hiện đ ợc các nhiệm vụ này thì trên khu vực xây dựng côngtrình cần thành lập hệ thống l ới khống chế thi công theo các nguyên tắc sau:

- L ới khống chế thi công công trình th ờng đ ợc thành lập theo dạng

l ới độc lập;

- Các bậc l ới khống chế thi công công trình cần phải tính toạ độ và độcao trong một hệ toạ độ và độ cao thống nhất, có đo nối với l ới đã thành lậptrong giai đoạn khảo sát thiết kế công trình

Các nguyên tắc này nhằm đảm bảo cho l ới khống chế thi công công trìnhkhông bị biến dạng do ảnh h ởng của sai số số liệu gốc và các điểm của l ới

đ ợc xác định trong một hệ toạ độ và độ cao chung

Trong quá trình thành lập l ới khống chế thi công công trình, công táctrắc địa gồm hai giai đoạn:

1 Thiết kế l ới

Công tác thiết kế l ới khống chế thi công công trình đ ợc thực hiện trongphòng dựa trên các tài liệu đã có trong giai đoạn khảo sát thiết kế công trình.Căn cứ vào ý nghĩa của l ới, dựa vào tổng bình đồ của khu vực xây dựng màthiết kế l ới nhằm giải quyết các nhiệm vụ:

- Xác định chỉ tiêu độ chính xác yêu cầu thành lập l ới;

- Xác định số bậc phát triển l ới, ph ơng pháp thành lập và sơ đồ l ới đốivới mỗi bậc;

- ớc tính độ chính xác đặc tr ng của các bậc l ới và độ chính xác các trị

đo đối với mỗi bậc l ới, so sánh với chỉ tiêu yêu cầu

Các nhiệm vụ trên có thể giải quyết theo hai cách sau:

Cách 1: Xuất phát từ điều kiện thiết kế để xác định ph ơng pháp thành

lập và lựa chọn số bậc phát triển l ới Đối với từng bậc l ới sẽ lựa chọn các chỉtiêu kỹ thuật t ơng ứng theo Quy phạm hoặc theo Tiêu chuẩn Từ đó tiến hànhthiết kế sơ đồ và ớc tính độ chính xác của l ới Kết quả ớc tính đ ợc phân

tích, so sánh với các các quy định để kết luận về độ chính xác của l ới cũng nh lựa chọn ph ơng pháp và thiết bị đo Cách này th ờng áp dụng để thiết kế cácmạng l ới khống chế khi đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và chuyển ra thực địacác trục chính của các ngôi nhà, công trình xây dựng

Cách 2: Đối với các mạng l ới khống chế trắc địa chuyên dùng, việc

thiết kế và tính toán độ chính xác đ ợc thực hiện dựa trên ý nghĩa của mạng

l ới, độ chính xác yêu cầu cho tr ớc hoặc xác định theo thiết kế Xuất phát từ

mật độ điểm cần thiết và vị trí có thể đặt mốc, tiến hành thiết kế sơ đồ l ới Khi

đó cần đảm bảo các chỉ tiêu hình học gần với cấp l ới t ơng ứng Tiếp theo trêncơ sở tính toán độ chính xác, xác định cấp l ới thực tế đối với từng bậc l ới

Cũng từ kết quả tính toán xác định ph ơng pháp và lựa chọn thiết bị đo trong

mỗi bậc l ới

Độ chính xác và mật độ diểm của l ới khống chế thi công công trình phụthuộc vào yêu cầu nhiệm vụ cần giải quyết trong giai đoạn thi công công trình.Nhiệm vụ chính của công tác trắc địa trong khi thi công công trình là trực tiếpphục vụ thi công công trình, vì thế việc phát triển xây dựng l ới phải linh hoạt,hợp lý để có thể tận dụng tối đa kết quả của giai đoạn tr ớc vào giai đoạn sau

của quá trình thi công công trình L ới khống chế thi công trong xây dựng cáccông trình công nghiệp chủ yếu sử dụng để lắp đặt các kết cấu xây dựng, để lắp

đặt các thiết bị công nghệ cần sử dụng mạng l ới trục lắp ráp có yêu cầu rất cao

về vị trí t ơng hỗ, dựa trên cơ sở yêu cầu về độ chính xác lắp đặt ta có thể xác

định độ chính xác của l ới khống chế thi công công trình công nghiệp

- Kiểm tra chất l ợng l ới và xử lý số liệu

Việc bố trí l ới phải căn cứ vào bản vẽ tổng mặt bằng kết hợp với công táckhảo sát ngoài thực địa để có thể chọn đ ợc vị trí đặt mốc khống chế sao cho

chúng thuận tiện tối đa trong quá trình sử dụng và ổn định lâu dài trong quátrình thi công công trình Kết quả của quá trình thi công l ới là thành lập đ ợc

trên thực địa một mạng l ới khống chế thi công bao gồm nhiều bậc l ới với cácsơ đồ, chỉ tiêu độ chính xác của các bậc khác nhau

Trong quá trình thi công công trình công nghiệp, l ới khống chế thi công

công trình đ ợc thành lập ứng với từng giai đoạn thi công:

a Thành lập xung quanh công trình l ới khống chế có đo nối với l ới khống chế trắc địa Nhà n ớc

Mạng l ới này có tác dụng định vị công trình trong hệ toạ độ đã sử dụng ở

giai đoạn khảo sát thiết kế, tức là định vị nó so với các công trình lân cận Mạng

l ới này chủ yếu đảm bảo yêu cầu thi công công trình Đối với nhà cao tầng

trong các công trình công nghiệp, l ới khống chế bên ngoài công trình chủ yếu

phục vụ cho thi công phần d ới mặt đất của ngôi nhà, là cơ sở để chuyển toạ độ

vào bên trong công trình

b Thành lập l ới khống chế trên mặt bằng móng

L ới khống chế trắc địa trên mặt bằng móng đ ợc thành lập trong xâydựng các ngôi nhà cao tầng dân dụng và công nghịêp L ới này có tác dụng để

bố trí các hạng mục công trình nh các trụ, cột, cầu thang máy, xác định vị trí

lắp đặt các kết cấu máy móc thiết bị vào đúng vị trí thiết kế Ngoài ra mạng l ới

này còn là cơ sở khống chế để chuyền toạ độ và độ cao lên các tầng tạo thành hệthống l ới trục, đảm bảo công tác bố trí chi tiết trên từng tầng Do yêu cầu của

công tác bố trí nên độ chính xác của l ới trong giai đoạn này cao hơn so với

mạng l ới thành lập trong giai đoạn thi công móng

c Chuyển toạ độ và độ cao các điểm cơ sở lên các mặt bằng xây dựng,

thành lập l ới khống chế thi công trên từng tầng

Khi xây dựng nhà cao tầng trong các công trình công nghiệp, sau giai

đoạn thi công tầng 1, từ các tầng tiếp theo cần bố trí một mạng l ới khống chế

t ơng ứng với mỗi tầng để phục vụ cho việc bố trí công trình trên từng tầng

1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật công tác Trắc địa trong thành

lập l ới khống chế thi công công trình Công nghiệp

1 2.1 Quy định chung

TCVN309 : 2004 quy định công tác Trắc địa trong xây dựng công trình nh sau:

1 Công tác Trắc địa phục vụ xây dựng công trình bao gồm 3 giai đoạn chính:

- Công tác khảo sát Trắc địa - địa hình phục vụ thiết kế công trình, bao

gồm: thành lập l ới khống chế mặt bằng và độ cao phục vụ cho việc đo vẽ bản

đồ tỷ lệ lớn, lập báo cáo nghiên cứu khả thi và thiết kế kỹ thuật thi công;

- Công tác Trắc địa phục vụ thi công xây lắp công trình, bao gồm: thànhlập l ới khống chế mặt bằng và độ cao phục vụ bố trí chi tiết và và thi công xâylắp công trình; kiểm tra kích th ớc hình học và và căn chỉnh các kết cấu công

2 Hệ toạ độ và độ cao sử dụng phải nằm trong một hệ thống nhất Nếu sử

dụng hệ toạ độ giả định thì gốc toạ độ đ ợc chọn sao cho tọa độ của tất cả các

điểm trên mặt bằng xây dựng đều có giá trị d ơng, nếu sử dụng hệ toạ độ quốc

gia thì phải sử dụng phép chiếu Gauss - Kruger hoặc UTM và chọn kinh tuyếntrục sao cho biến dạng chiều dài của các cạnh không v ợt quá 1/50.000, nếu

v ợt quá thì phải tính chuyển Mặt chiếu đ ợc chọn trong đo đạc xây dựng công

trình là mặt có độ cao trung bình của khu vực xây dựng Khi hiệu số độ cao mặt

đất và mặt chiếu < 32m thì có thể bỏ qua số hiệu chỉnh S h, nếu > 32m thì phảitính số hiệu chỉnh do độ cao

3 Tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác của các đại l ợng đo trong xây

dựng là sai số trung ph ơng Sai số giới hạn đ ợc lấy bằng hai lần sai số trung

ph ơng

4 Đối với các công trình lớn có dây chuyền công nghệ phức tạp và các

công trình cao tầng cần phải sử dụng các máy móc thiết bị hiện đại có độ chính xác cao Để thành lập l ới khống chế có thể sử dụng công nghệ GPS kết hợp với

máy toàn đạc điện tử Tất cả các thiết bị sử dụng đều phải đ ợc kiểm tra, kiểm

nghiệm và hiệu chỉnh theo đúng các yêu cầu trong tiêu chuẩn hoặc quy phạm

chuyên ngành tr ớc khi đ a vào sử dụng

L ới khống chế thi công trong xây dựng công trình công nghiệp đ ợcthành lập để bố trí và đo vẽ hoàn công công trình công nghiệp, do vậy khi thànhlập l ới ngoài việc đảm bảo các yêu cầu của l ới khống chế thi công cần phảithoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật của công tác bố trí và công tác đo vẽ hoàn côngcông trình Trong TCVN309 : 2004 quy định về các chỉ tiêu đó nh sau:

1 2.2 L ới khống chế thi công

1 Hệ toạ độ sử dụng trong thiết kế l ới

Hệ toạ độ của l ới khống chế thi công phải thống nhất với hệ toạ độ đãdùng trong các giai đoạn khảo sát và thiết kế công trình

- Đối với các công trình có quy mô < 100 ha nên sử dụng hệ toạ độ giả

định;

- Đối với các công trình có quy mô > 100 ha phải sử dụng phép chiếu vàchọn kinh tuyến trục hợp lý để độ biến dạng chiều dài không v ợt quá 1/50.000(tức là < 2 mm/100m), nếu v ợt quá thì phải tính chuyển

2 Mật độ điểm khống chế

Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác bố trí và sự phân bố các hạng mục củacông trình để chọn mật độ điểm l ới khống chế, đối với các công trình côngnghiệp mật độ của các điểm nên chọn là 1 điểm/2 ha 3ha Cạnh trung bình của

l ới đ ờng chuyền hoặc l ới tam giác từ 200m 300m, số điểm khống chế mặtbằng tối thiểu là 4 điểm

3 Số bậc phát triển của l ới

Tuỳ theo diện tích khu vực và công nghệ xây dựng mà l ới khống chếmặt bằng thi công công trình công nghiệp có thể đ ợc thành lập gồm một số bậc

l ới Độ chính xác của các bậc l ới đ ợc xác định dựa vào sai số tổng hợp và sốbậc l ới

Đối với l ới khống chế mặt bằng thi công nên cố gắng giảm số bậc l ới.Trong điều kiện các hạng mục công trình lớn và đối t ợng xây lắp có nhiều cấpchính xác khác nhau có thể phát triển tối đa là 3 bậc l ới

4 Ph ơng pháp thành lập

L ới khống chế mặt bằng thi công trên khu vực xây dựng công trình côngnghiệp có thể đ ợc thành lập theo các ph ơng pháp sau:

- L ới tam giác (đo góc, đo cạnh, đo góc - cạnh);

- L ới đa giác;

- L ới GPS;

- L ới ô vuông xây dựng

L ới độ cao thi công trên công trình có diện tích >100 ha đ ợc thành lập

bằng ph ơng pháp đo cao hình học với độ chính xác t ơng đ ơng với thuỷ chuẩn

hạng III Nhà n ớc; khi công trình có diện tích mặt bằng <100 ha l ới khống chế

độ cao đ ợc thành lập bằng ph ơng pháp đo cao hình học với độ chính xác

t ơng đ ơng với thuỷ chuẩn hạng IV Nhà n ớc L ới độ cao đ ợc thành lập d ới

dạng tuyến đơn dựa vào ít nhất hai mốc độ cao cấp cao hơn hoặc tạo thành cácvòng khép kín và phải dẫn đi qua tất cả các điểm của l ới khống chế mặt bằng

5 Đặc tr ng độ chính xác

Theo TCXDVN 309 : 2004, đặc tr ng về độ chính xác của l ới khống chếmặt bằng và độ cao phục vụ thi công công trình công nghiệp đ ợc thống kêtrong bảng 1.1:

Bảng 1.1 Sai số trung ph ơng khi lập l ới khống chế thi công

Cấp

chính

xác

Đặc điểm của đối t ợng xây lắp

Sai số trung ph ơng khi lập

l ới

Đo góc(“)

Đo cạnh(tỷ lệ)

Đochênhcaotrên1kmthuỷchuẩn(mm)

Xác định chênhcao tại trạm máy(mm)

6 Các công trình bằng đất

000 1

các điểm, các trục theo ph ơng

Trong quá trình thi công cần tiến hành kiểm tra độ chính xác của công tác

bố trí công trình dựa vào các điểm khống chế cơ sở Các độ lệch giới hạn chophép của công tác bố trí đ ợc tính theo công thức:

m - là sai số trung ph ơng đ ợc lấy theo bảng 1.2 và bảng 1.3

Khi biết tr ớc giá trị dung sai xây lắp cho phép của từng hạng mục côngtrình có thể xác định đ ợc dung sai của công tác trắc địa theo nguyên tắc đồng

ảnh h ởng:

3

xl td

 - là dung sai của công tác xây lắp;

3 - là chỉ 3 nguồn sai số trong trong xây lắp bao gồm: Sai số do trắc địa,sai số do chế tạo, thi công cấu kiện; sai số do biến dạng

1.2.4 Công tác đo vẽ hoàn công công trình công nghiệp

Trong quá trình thi công xây lắp công trình cần tiến hành đo đạc kiểm tra

vị trí và kích th ớc hình học của các hạng mục xây dựng, công tác kiểm tra cácyếu tố hình học bao gồm:

- Kiểm tra vị trí của các hạng mục, các kết cấu riêng biệt và hệ thống kỹthuật so với các tham số trong hồ sơ thiết kế;

- Đo vẽ hoàn công vị trí mặt bằng, độ cao, kích th ớc hình học của cáchạng mục, các kết cấu sau khi đã hoàn thành giai đoạn lắp ráp;

- Đo vẽ hoàn công hệ thống kỹ thuật ngầm (thực hiện tr ớc khi lấp)

Vị trí mặt bằng và độ cao của các hạng mục, các cấu kiện hoặc các phầncủa toà nhà hay công trình và độ thẳng đứng của chúng, vị trí các bulông neo,

các bản mã cần phải đ ợc xác định từ các điểm cơ sở bố trí hoặc từ các điểm

định h ớng nội bộ Tr ớc khi tiến hành công việc này cần kiểm tra độ ổn địnhcủa các điểm cơ sở

Sai số đo kiểm tra kích th ớc hình học và đo vẽ hoàn công không đ ợc

lớn hơn 0.2 dung sai cho phép của kích th ớc hình học đ ợc cho trong các tiêuchuẩn chuyên ngành hoặc hồ sơ thiết kế Khi đo vẽ hoàn công các đối t ợng xâylắp trong giai đoạn thi công công trình, sai số này th ờng không đ ợc thấp hơn

tổng thể đến cục bộ, mỗi bậc l ới phục vụ cho từng giai đoạn trong quá trình thicông một nhóm các hạng mục công trình Do yêu cầu độ chính xác bố trí côngtrình tăng dần theo tiến trình xây dựng, nên yêu cầu độ chính xác đối với cácbậc l ới cũng tăng dần từ bậc l ới tr ớc đến bậc l ới sau Trình tự lập bản thiết

kế l ới khống chế thi công công trình công nghiệp có thể đ ợc tóm tắt trong sơ

đồ sau:

Lập bảnthiết kế

l ớikhốngchế thicông

Nội dung cụ thể nh sau

1.3.1 Xác định mục đích và ý nghĩa của việc thành lập l ới

Mục đích và ý nghĩa của việc thành lập l ới là yếu tố quan trọng ảnh

h ởng đến độ chính xác, mật độ điểm, số bậc, đồ hình và ph ơng pháp xây dựng

l ới

1.3.2 Phân tích đặc điểm, tình hình khu vực xây dựng công trình công nghiệp Thu thập các tài liệu trắc địa, bản đồ đã có ở giai đoạn khảo sát thiết kế

Tr ớc khi thiết kế l ới, cần phân tích các đặc điểm cũng nh tình hình của

khu vực xây dựng có liên quan trực tiếp đến quá trình thành lập l ới Ngoài ra,

do l ới khống chế thi công đ ợc thành lập dựa vào l ới khống chế đã có ở giai

đoạn khảo sát thiết kế nên cần phân tích đánh giá chất l ợng các tài liệu thu

đ ợc từ giai đoạn này để có thể sử dụng vào việc thiết kế l ới

1.3.3 Thiết kế sơ đồ l ới khống chế thi công

L ới khống chế thi công đ ợc thiết kế trên tổng bình đồ công trình Trongquá trình thiết kế l ới khống chế thi công, tuỳ theo mục đích, ý nghĩa của việc

thành lập mà xác định mật độ điểm, số bậc phát triển, ph ơng pháp thành lập

cũng nh sơ đồ đối với mỗi bậc l ới

1.3.4 Ước tính độ chính xác các bậc l ới

Từ sơ đồ của mỗi bậc l ới thiết kế, tiến hành công tác ớc tính độ chính

xác các yếu tố đặc tr ng của từng bậc theo ph ơng pháp ớc tính gần đúng hoặc

chặt chẽ Sau đó so sánh với yêu cầu độ chính xác thành lập để có ph ơng án

thay đổi thiết kế nếu nh không đạt yêu cầu

1.3.5 Chọn điểm và chôn mốc ngoài thực địa

Khảo sát chọn điểm l ới khống chế thi công là công việc triển khai cụ thểhoá sơ đồ l ới đã thiết kế trên bản đồ ra thực địa Đem sơ đồ thiết kế ra thực địa

để xem xét, đối chiếu vị trí các điểm đã chọn để tìm ra vị trí hợp lý nhất Các vịtrí này phải đ ợc đặt ở nơi thuận lợi cho việc đặt máy cũng nh thực hiện các

thao tác đo đạc và đ ợc bảo quản lâu dài để sử dụng trong suốt thời gian thicông xây lắp và sửa chữa mở rộng công trình sau này Khi đặt mốc nên tránh

những nơi có điều kiện địa chất không ổn định, các vị trí yêu cầu các thiết bị cótrọng tải lớn, các vị trí gần các nguồn nhiệt.

1.3.6 Tổ chức công tác đo đạc các mạng l ới

Dựa vào độ chính xác đã ớc tính của các bậc l ới, tính toán các hạn sai

đo đạc và lựa chọn máy móc, dụng cụ đo có độ chính xác đảm bảo yêu cầu.Thuyết minh h ớng dẫn đo đạc cũng nh xác định trình tự kế hoạch và thời gian

đo hợp lý, đảm bảo hiệu quả công tác cao nhất

Ch ơng 2

thiết kế l ới khống chế mặt bằng và độ cao

trong thi công công trình công nghiệp

2.1 Xác định độ chính xác thành lập l ới khống chế thi công công trình Công nghiệp.

L ới khống chế thi công đ ợc thành lập trên khu vực xây dựng công trìnhcông nghiệp để phục vụ cho công tác bố trí và đo vẽ hoàn công công trình, vìvậy độ chính xác của l ới phải đảm bảo yêu cầu của các công tác trên

2.1.1 Yêu cầu của công tác bố trí công trình

Để đáp ứng yêu cầu của công tác bố trí, cần đảm bảo độ chính xác vị trí

t ơng hỗ giữa hai điểm lân cận nhau, hoặc vị trí t ơng hỗ giữa hai điểm của l ớitrên một khoảng cách nào đó (khoảng cách này th ờng là 1 km, là độ dài tối đacủa dây chuyền công nghệ có mối liên hệ chặt chẽ với nhau trong các xí nghệpcông nghiệp hiện đại) Sai số trung ph ơng vị trí t ơng hỗ giữa hai điểm kề nhau

th ờng không v ợt quá 1/10.000 chiều dài cạnh Khi cạnh l ới dài 200m thì sai

số này là 20mm

Giả sử mạng l ới khống chế thi công đ ợc phát triển theo hai bậc, sai số

t ơng hỗ tổng hợp của hai bậc l ới là:

2 2

2 1

2

th th

m - là sai số trung ph ơng t ơng hỗ giữa hai điểm kề nhau của l ới bậc 2

Giữa các bậc l ới có hệ số giảm độ chính xác là K, tức là:

1

2 1

Nếu lấy K = 2 ta đ ợc:

m 

Với m th  20mm ta tính đ ợc m th1  9mm,m th2  18mm Nghĩa là sai số trung

ph ơng vị trí t ơng hỗ giữa các điểm kề nhau của các bậc l ới khống chế thi

công không đ ợc v ợt quá những giá trị t ơng ứng trên

2.1.2 Yêu cầu của công tác đo vẽ hoàn công công trình

Chỉ tiêu độ chính xác của công tác này là sai số trung ph ơng vị trí điểmkhống chế cấp cuối cùng so với điểm khống chế cơ sở Theo quy phạm thì sai sốnày không v ợt quá m P = 0,2mm M (M là mẫu số tỷ lệ bản đồ)

Tỷ lệ lớn nhất khi đo vẽ hoàn công công trình là 1:500, từ đó ta tính đ ợcsai số trung ph ơng vị trí điểm khống chế cấp cuối cùng so với l ới khống chếcơ sở không đ ợc v ợt quá 100mm

Giả sử l ới khống chế thi công đ ợc phát triển theo hai bậc và hệ số tănggiảm độ chính xác giữa hai bậc l ới là K = 2 Sai số trung ph ơng vị trí điểm

khống chế cấp cuối cùng so với điểm khống chế cơ sở đ ợc tính theo công thức:

2 2

2 1

Trong Trắc địa công trình, các máy toàn đạc điện tử đang đ ợc sử dụngrộng rãi, do vậy l ới tam giác thành lập bằng ph ơng pháp đo góc - cạnh đ ợc

áp dụng phổ biến

1 L ới tam giác đo góc

Dạng đồ hình cơ bản của l ới 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 l ới này

D ới đây là một số dạng đồ hình của l ới tam giác đo góc:

Hình 2.1 Đồ hình l ới tam giác đo góc

2 L ới tam giác đo cạnh

Hiện nay, do các loại máy toàn đạc điện tử có độ chính xác cao đã đáp

ứng đ ợc yêu cầu độ chính xác của việc đo cạnh vì vậy ph ơng pháp đo toàn

cạnh đã đ ợc ứng dụng phổ biến trong việc lập các l ới trắc địa công trình L ới

đo cạnh khắc phục đ ợc các nh ợc điểm của l ới đo góc Tuy nhiên đối với l ới

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 kiệnkiểm tra kết quả đo ngay ở trên thực địa, để khắc phục nh ợc điểm này th ờng

áp dụng l ới gồm các tứ giác trắc địa

D ới đây là một số dạng đồ hình của l ới tam giác đo cạnh:

mu

mt

mu

mt

Hình 2.2 Đồ hình l ới tam giác đo cạnh

3 L ới tam giác đo góc - cạnh

Trong l ới đo góc - cạnh, có thể đo tất cả hoặc một phần các góc và cạnhcủa l ới So với các l ới tam giác đo góc và l ới tam giác đo cạnh, l ới tam giác

đo góc - cạnh ít phụ thuộc hơn vào kết cấu hình học của l ới, giảm đáng kể sự

phụ thuộc giữa dịch vị dọc và dịch vị ngang, đảm bảo kiểm tra chặt chẽ các trị

đo góc và cạnh, l ới đo góc - cạnh cho phép tính toạ độ các điểm chính xác hơn

l ới tam giác đo góc hoặc l ới tam giác đo cạnh khoảng 1,5 lần

Trong l ới đo góc- cạnh kết hợp, tuỳ vào từng dạng l ới và đồ hình l ới

mà tiến hành tổ chức đo một số cạnh cho phù hợp, không nhất thiết phải đo tấtcả các cạnh nh :

- Đối với l ới tứ giác không đ ờng chéo nên đo các cạnh theo chu vi và

một số cạnh giữa l ới để thuận tiện cho công tác tính toán sau này;

- Đối với l ới tam giác thì nên lựa chọn đo các cạnh đối diện với góc lớn

nhất trong tam giác

Trong trắc địa công trình, dạng l ới đo góc - cạnh đ ợc áp dụng là l ới tứ

giác không đ ờng chéo dùng để thành lập l ới ô vuông xây dựng:

Hình 2.3 Hình tứ giác không đ ờng chéo

4 L ới đ ờng chuyền

L ới đ ờng chuyền là tập hợp các điểm nối với nhau tạo thành đ ờng gãy

khúc Tiến hành đo tất cả các cạnh và các góc ngoặt của đ ờng chuyền, nếu biếttoạ độ của một điểm và góc ph ơng vị của một cạnh ta dễ dàng tính ra góc

ph ơng vị các cạnh và toạ độ các điểm khác trên đ ờng chuyền

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

mà thiết kế l ới đ ờng chuyền d ới dạng l ới đ ờng chuyền phù hợp, l ới

đ ờng chuyền với các điểm nút và các vòng khép.Tuy nhiên, do l ới đ ờngchuyền có l ợng trị đo ít và kết cấu đồ hình không chặt chẽ nên độ chính xác

của các yếu tố trong l ới không cao Ph ơng án hợp lý để nâng cao chất l ợng

đồ hình l ới và cũng là một trong các ph ơng pháp để nâng cao độ chính xác

của l ới các đ ờng chuyền là lập l ới có nhiều vòng khép kín

2.2.2 Thành lập l ới khống chế thi công bằng công nghệ GPS

Hiện nay, với những tính năng u việt so với các thiết bị đo đạc truyền

thống, công nghệ GPS đang đ ợc 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 l ới khống chế thi công công trình ở n ớc ta công nghệ GPS đã đ ợc

ứng dụng để thành lập l ới khống chế thi công công trình nh : cầu Bãi Cháy,

thuỷ điện Na Hang, hầm đ ờng bộ xuyên đèo Hải Vân, khu công nghiệp Yên

Phong - Bắc Ninh, khu công nghiệp Dung Quất…

Dựa vào điều kiện cụ thể của khu đo và các yêu cầu đã xác định, tiếnhành thiết kế, chọn điểm l ới GPS trên tổng bình đồ công trình Đối với l ớiGPS, đồ hình l ới không ảnh h ởng nhiều đến độ chính xác l ới Việc chọn

điểm l ới GPS đơn giản hơn chọn điểm cho các mạng l ới truyền thống, tuynhiên cần đảm bảo các 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 n ớc… vì chúng có thể gây hiện t ợng đa đ ờng dẫn;

- Không quá gần các thiết bị điện nh trạm phát sóng, đ ờng dây cao

áp… có thể gây nhiễu tín hiệu

Do l ới GPS không yêu cầu thông h ớng giữa các điểm nên đồ hình l ới

GPS có thể thiết kế linh hoạt hơn, nh ng để đảm bảo cho công tác tăng dày l ới

và ứng dụng các điểm GPS cho mục đích thi công sau này thì nên thiết kế sao

150 o

Máy thu GPS

cho mỗi điểm của l ới có thể nhìn thông đến ít nhất một điểm khác Thiết kế đồ

hình l ới GPS chủ 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, thông th ờng có 4 ph ơng thức cơ bản để thành lập l ới: liên kết cạnh,

liên kết điểm, liên kết l ới, liên kết hỗn hợp cạnh điểm Còn có thể liên kết hình

sao, liên kết đ ờng chuyền phù hợp, liên kết chuỗi tam giác Lựa chọn ph ơng

thức liên kết nào là tuỳ thuộc vào độ chính xác của công trình, điều kiện dãngoại và điều kiện máy thu GPS hiện có D ới đây là một số dạng đồ hình liên kết:

c Đồ hình dạng liên kết cạnh - điểm

d Đồ hình dạng liên kết chuỗi tam giác

a Đồ hình dạng liên kết điểm b Đồ hình dạng liên kết cạnh

e Đồ hình dạng liên kết đ ờng chuyền

f Đồ hình dạng liên kết hình sao

Hình 2.5

Để nâng cao chất l ợng l ới GPS trong Trắc địa công trình, khi thiết kếcần chọn đồ hình l ới tạo thành một số vòng khép không đồng bộ hoặc vòngkhép từ các cạnh đo độc lập

Ví dụ sơ đồ l ới GPS khu công nghiệp Yên Phong - Bắc Ninh:

Hình 2.6 Sơ đồ l ới GPS khu công nghiệp Yên Phong - Bắc Ninh

Một vấn đề quan trọng khi thiết kế nhằm nâng cao độ chính xác l ới GPS

là thiết kế gốc của l ới GPS, tức là phải xác định kết quả đo GPS đã dùng hệ toạ

độ và số liệu gốc nào Gốc của l ới GPS bao gồm vị trí gốc, ph ơng vị gốc, kích

th ớc gốc Ph ơng vị gốc th ờng đ ợc xác định là ph ơng vị khởi tính đã cho

hoặc có thể lấy ph ơng vị của vectơ đ ờng đáy GPS làm ph ơng vị gốc Kích

th ớc gốc th ờng đ ợc xác định từ cạnh đ ợc đo bằng máy điện tử ở mặt đất

hoặc từ khoảng cách giữa các điểm khởi tính, đồng thời cũng có thể xác định

đ ợc từ chiều dài vectơ đ ờng đáy GPS Vị trí gốc của l ới GPS th ờng đ ợc

xác định từ tọa độ của điểm khởi tính đã cho Nh vậy trên thực tế thiết kế gốc

l ới GPS chủ yếu là xác định vị trí điểm gốc của l ới GPS Khi thiết kế gốc l ớiGPS 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 l ới GPS mới thành lập có độ chính xác cao phải chịu ảnh

h ởng của t liệu cũ có độ chính xác thấp Số điểm đo nối tối thiểu đối với khuvực có diện tích lớn là 3 điểm, đối với khu vực có diện tích nhỏ là từ 2 đến 3

điểm;

- Sau khi tính toán bình sai l ới GPS, có thể nhận đ ợc độ cao trắc địa của

điểm GPS trong hệ tọa độ tham chiếu mặt đất Để xác định độ cao th ờng củacác điểm GPS ta phải đo nối với các điểm độ cao có cấp hạng cao hơn Các điểm

độ cao đo nối phải đ ợc phân bố đều trong l ới Để đo nối cần sử dụng ph ơngpháp thủy chuẩn t ơng đ ơng hạng IV trở lên;

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

sử dụng tr ớc đây của khu đo Nếu đã sử dụng hệ tọa độ độc lập địa ph ơng

hoặc công trình thì còn cần phải tìm hiểu các tham số sau đây:

a - Kích th ớc Ellipxoid tham khảo đã đ ợc 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 th ờng độcao khu đo;

e - Tọa độ của điểm khởi tính

2.2.3 L ới ô vuông xây dựng

1 Thiết kế l ới

L ới ô vuông xây dựng có các cạnh song song với trục chính của côngtrình hoặc trục của các thiết bị kỹ thuật, tạo thành các hình vuông hoặc hình chữnhật Tuỳ theo sự phân bố của các hạng mục công trình mà chiều dài cạnh của

l ới ô vuông xây dựng có thể từ 100m đến 400m, phổ biến nhất là các l ới cóchiều dài cạnh 200m Để lắp ráp các thiết bị kỹ thuật trong các phân x ởng cóthể thành lập l ới ô vuông với chiều dài cạnh từ 10 20m Điểm gốc của hệ toạ

độ đ ợc chọn nằm ở góc Tây - Nam của khu vực để tất cả các điểm của l ới đều

có toạ độ d ơng

2 Chuyển h ớng gốc của l ới ra thực địa

Có thể chuyển h ớng gốc dựa vào địa vật dạng tuyến nằm gần h ớng gốchoặc từ các điểm khống chế Trắc địa đ ợc lập trong giai đoạn khảo sát thiết kế.Sơ đồ chuyển h ớng gốc dựa vào các điểm khống chế nh sau:

Hình 2.7 Sơ đồ chuyển h ớng gốc l ới ô vuông xây dựng ra thực địa

Toạ độ hai điểm A, B trên h ớng gốc đ ợc xác định bằng đồ giải trêntổng bình đồ Theo toạ độ của hai điểm này và toạ độ các điểm khống chế cótrên khu vực, giải bài toán trắc địa nghịch để xác định các yếu tố bố trí β 1 , S1và

β 2 , S2 Để tránh sai lầm, nên chuyển ra thực địa điểm thứ ba C theo các yếu tố

β 3 , S3 Sau khi chuyển các điểm A, B và C ra thực địa, tiến hành đo góc BAC và

so sánh với góc 900, từ đó đánh giá đ ợc độ chính xác chuyển h ớng gốc

3 Các ph ơng pháp thành lập l ới ô vuông xây dựng

Có hai ph ơng pháp thành lập l ới ô vuông xây dựng dựa vào h ớng gốc

đ ợc đánh dấu trên thực địa:

a Ph ơng pháp trục

Trong ph ơng pháp này ng ời ta xác định ngay trên thực địa các điểm của

l ới ô vuông bằng cách đặt chính xác các yếu tố thiết kế với độ chính xác cho

tr ớc Vì hai h ớng gốc AB, AC đ ợc chuyển với độ chính xác không cao nên

góc BAC có thể khác biệt so với góc 900 Tiến hành đo góc β từ 2 đến 3 vòng đo,

sau đó tính độ lệch   900  , hiệu chỉnh vị trí các điểm B và C các số hiệu

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí l ới ô vuông xây dựng bằng ph ơng pháp trục.

Vị trí các điểm đã hiệu chỉnh B và C đ ợc đánh dấu trên thực địa Dọc theo cáctrục này (đ ợc định h ớng bằng máy kinh vĩ) đặt các đoạn bằng chiều dài cạnh của

l ới Việc đặt cạnh đ ợc thực hiện bằng th ớc thép đã kiểm nghiệm hoặc bằng máy đodài điện tử Khi kết thúc bố trí trên các h ớng này, tại các điểm cuối D, E, R, F tiếnhành dựng các góc vuông và tiếp tục bố trí cạnh theo chu vi l ới Sau đó thay thế cácmốc tạm thời bằng các mốc cố định, tạo nên bốn vòng đa giác khung Trên các h ớnggiữa các điểm t ơng ứng của bốn vòng đa giác khung, bố trí và đánh dấu các điểmchêm dày bên trong l ới

Nếu khu đo có diện tích không lớn và các đỉnh của l ới đ ợc bố trí với độ chínhxác cao thì toạ độ nhận đ ợc sẽ không khác nhiều so với thực tế Tuy nhiên khi l ới cókích th ớc lớn, khó có thể thực hiện đ ợc việc bố trí với độ chính xác cao và l u ý tấtcả các số hiệu chỉnh khoảng cách, điều này gây khó khăn cho công tác bố trí côngtrình về sau Do vậy ph ơng pháp này chỉ nên áp dụng khi khu vực xây dựng côngtrình có diện tích không lớn, hoặc công tác bố trí đòi hỏi độ chính xác không cao, với

độ lệch toạ độ các điểm so với giá trị thiết kế trong khoảng 35cm có thể bỏ qua

- Có tọa độ thực tế của các điểm đúng bằng với tọa độ thiết kế của chúng.

L ới ô vuông thành lập theo ph ơng pháp hoàn nguyên điểm có thể đáp

ứng đ ợc các yêu cầu trên Nội dung ph ơng pháp hoàn nguyên nh sau:

- Dựa vào h ớng khởi đầu đã chuyển ra thực địa ta bố trí một mạng l ới

có chiều dài cạnh các ô của l ới đúng nh thiết kế Việc đo đạc đ ợc tiến hành

bằng máy kinh vĩ và th ớc thép với độ chính xác lập l ới vào khoảng 1/1000

1/2000 Tất cả các điểm đỉnh ô vuông đ ợc đóng cọc tạm thời và l ới này

đ ợc gọi là “ l ới gần đúng ”;

- Sau đó ng ời ta lập các bậc l ới khống chế Trắc địa trên toàn bộ mạng

l ới vừa lập để xác định tọa độ thực tế của các điểm tạm thời nói trên So sánh

các tọa độ này với tọa độ thiết kế t ơng ứng sẽ tìm đ ợc các đại l ợng hoàn

nguyên về góc và chiều dài Từ đó xê dịch các điểm để có vị trí đúng của chúng(công việc này gọi là hoàn nguyên điểm) Thay thế các điểm tạm thời vừa đ ợc

hoàn nguyên bằng các mốc bê tông chắc chắn;

- Tr ớc khi đ a mạng l ới vào phục vụ công tác bố trí ng ời ta tiến hành

đo kiểm tra để xác minh độ chính xác của việc hoàn nguyên và sau đó côngnhận tọa độ các điểm đúng bằng tọa độ thiết kế;

- Vì các đại l ợng hoàn nguyên th ờng không lớn hơn 2 3m và có thể

đo ở thực địa với độ chính xác đến 3mm, nên độ chính xác của việc lập l ới ô

vuông xây dựng theo ph ơng pháp này chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác xác

định tọa độ các điểm tạm thời, tức là phụ thuộc vào độ chính xác lập các bậc

l ới khống chế

Việc hoàn nguyên điểm có thể không phải làm ngay trên toàn bộ mạng

l ới, do vậy khu vực nào cần u tiên xây dựng tr ớc sẽ tiến hành hoàn nguyên

tr ớc, còn các phần khác của mạng l ới sẽ tiếp tục hoàn thiện sau

2.3 ớc tính độ chính xác thành lập l ới

2.3.1 Ước tính độ chính xác của l ới khống chế thi công theo ph ơng

pháp gần đúng

1 L ới tam giác đo góc

Các sơ đồ l ới đ ợc sử dụng có thể nh trong hình 2.1

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

giác đều Để kiểm tra, mỗi l ới tự do (l ới có đủ số liệu gốc tối thiểu) cần có ít

nhất hai cạnh đáy đo trực tiếp Khi ớc tính độ chính xác các yếu tố của l ới có

m b

m L

5 3 4

"

2 2

m - là sai số trung ph ơng đo góc; dấu “+” tr ớc 3n đ ợc lấy khi số

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

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

thức:

- Khi số l ợng tam giác trong chuỗi là chẵn:

n

n n m m

L

15

2

"

2 2

L

15

1

"

2 2

Sai số trung ph ơng t ơng đối cạnh liên hệ trong tam giác thứ k đ ợc tínhtheo công thức:

k

m b

m S

b

m S

m

1

2 2

2 2

cot cot cot

cot

"

3

2 1

2

1

m m

m m

m TB



2 L ới tam giác đo cạnh

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

Công thức tính sai số trung ph ơng dịch vị dọc của l ới gồm chuỗi tamgiác đều:

- Khi số tam giác N chẵn:

mS - là sai số trung ph ơng đo cạnh;

N - là số l ợng hình tam giác trong chuỗi

Công thức tính sai số trung ph ơng dịch vị ngang của l ới 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 h ớng 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 ph ơng dịch vị dọc:

N m

Sai số trung ph ơng dịch vị ngang:

4 ,1 98 , 0 13 , 0 67 ,

N - là số hình tứ giác trong chuỗi

3 L ới tam giác đo góc - cạnh

Công thức tính sai số trung ph ơng của góc đo và chiều dài cạnh trongmột tam giác sau khi bình sai nếu đo tất cả các yếu tố của nó là:

2 2

2 2

2 2 2

S

m m

S

m m m

m

S

S bs

2 2

2 2

.

S

m m

m m

m

S

S S

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

S - là chiều dài cạnh của tam giác đều

Đối với l ới tứ giác trắc địa không đ ờng chéo có dạng gần hình chữ nhậtvới các góc đo có cùng độ chính xác (hình 2.3), sai số các cạnh đ ợc tính theocông thức:

2 2

2 2

" b

m m

2 2

" a

m m

4 L ới đ ờng chuyền

Công thức tính sai số trung ph ơng vị trí điểm cuối đ ờng chuyền sau khi

đã hiệu chỉnh góc sơ bộ là:

   2

, 0 2

2 2 2

với:

mF - là sai số trung ph ơng yếu tố cần xác định hoặc đánh giá tại vị tríyếu nhất của l ới;

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

 - là sai số trung ph ơng trọng số đơn vị (khi ớc tính thì  = const, đ ợclựa chọn hợp lý)

Vậy vấn đề cần giải quyết là công việc đi tìm giá trị của 1/P F 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:

1 Ph ơng 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 đ ợc r ph ơng trình điều kiện có dạng:

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

Các b ớc của bài toán bình sai điều kiện:

a Tính số l ợng ph ơng trình điều kiện và số l ợng từng loại ph ơngtrình điều kiện

Số l ợng ph ơng trình điều kiện cho l ới có n trị đo, tổng số điểm là p và

số điểm đã biết toạ độ là q là:

Khi ớc tính độ chính xác vì ch a có các trị đo nên ta không có các giá trịω

i

1

q  ; Pilà trọng số trị đo thứ i

d Đánh giá độ chính xác của các yếu tố đặc tr ng

Yếu tố đặc tr ng của mạng l ới cần đánh giá viết d ới dạng hàm các đại

l ợng sau bình sai

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

Qua quá trình lập và giải hệ ph ơng trình chuẩn số liên hệ, ta tính đ ợctrọng số đảo của hàm F theo công thức:

qbf.1 qaa

qaf qff

qff.r P

m 

2 Ph ơng pháp bình sai gián tiếp

Công tác ớc tính độ chính xác l ới khống chế thi công trong xây dựngcông trình công nghiệp đ ợc thực hiện theo nguyên lý của bài toán bình sai giántiếp, nội dung của bài toán bình sai gián tiếp:

Giả sử có dãy n trị đo L1, L2, …, Ln với trọng số t ơng ứng là p 1, p2,…, pn

- Ph ơng trình số hiệu chỉnh cho các góc đo:

Giả sử có góc đo  đ ợc tạo bởi 2 h ớng đo là h ớng trái ki và h ớng phải kj

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

- Ph ơng trình số hiệu chỉnh cho các cạnh đo:

Gi¶ sö cã c¹nh ®o ki

i k

kj do

k

l 0   (0  0) 

(2-31)

do ki ki

do ki

ki ik

ki

S

Y S

a

2

0 0

ki ik

ki

S

X S

0 0 0

k i

k i

Y Y arctg

Hệ ph ơng trình chuẩn d ới dạng ma trận: R = A T.P.A

Theo lý thuyết sai số thì ma trận trọng số đảo đ ợc 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

P

1 T F

- Sai số trung ph ơng vị trí điểm:

i i

i X Y X

- Sai số trung ph ơng hàm trọng số:

Giả sử cần đánh giá độ chính xác cạnh ij có chiều dài S ijvà góc ph ơng vị ij

Vec tơ hàm trọng số chiều dài cạnh ij là

S ij F

ij

S

T S S

F q F

b a b

Từ kết quả tính sai số trung ph ơng hàm trọng số chiều dài và ph ơng vị cạnh ij

ta tính sai số t ơng hỗ giữa hai điểm ij điểm theo công thức:

Sau khi có đ ợc kết quả ớc tính độ chính xác, so sánh với chỉ tiêu độ

chính xác lập l ới và đ a ra các kết luận về mạng l ới thiết kế

2.3.3 Ước tính độ chính xác l ới GPS

L ới không chế thi công thành lập bằng công nghệ GPS phải đáp ứng

đ ợc những yêu cầu riêng của trắc địa công trình, vì vậy cần có ph ơng pháp

thích hợp để ớc tính độ chính xác của l ới L ới GPS ứng dụng trong trắc địa

công trình th ờng cần phải ớc tính độ chính xác vị trí mặt bằng điểm l ới, sử

dụng ph ơng pháp ớc tính chặt chẽ trên cơ sở bài toán bình sai gián tiếp là tốt

nhất, vì trong ph ơng pháp này chọn toạ độ điểm cần xác định làm ẩn số Nội

dung bài toán bình sai gián tiếp đã đ ợc nêu trong 2.3.2

Trong định vị GPS, khoảng cách giả và pha sóng tải có thể đ ợc xem là

các đại l ợng đo trực tiếp Trong định vị t ơng đối, hai máy thu đặt ở hai điểm i

và j khác nhau, quan trắc đồng bộ cùng một nhóm vệ tinh để xác định

Z

Y

 , , (hoặcB, L, H) giữa hai điểm của vec tơ đ ờng đáy S ij trong hệ tọa

độ WGS - 84 Khi ớc tính độ chính xác của l ới thiết kế có thể xem các đại

l ợng này độc lập với nhau

Về ph ơng diện mặt bằng, có thể sử dụng chiều dài cạnh Sij và góc

ph ơng vị αij nh là các trị đo và xem một cách gần đúng là chúng độc lập vớinhau Ph ơng trình số hiệu chỉnh chiều dài cạnh và góc ph ơng vị đ ợc viết nh