Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng công nghiệp

CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP 1.1 Mục đích, đặc điểm và yêu cầu độ chính xác 11 1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp 16 1.3 T

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-–&— -ĐINH ĐĂNG ĐỒNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG

CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG - CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2014

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Quang Thắng

HÀ NỘI – 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận văn

Đinh Đăng Đồng

CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

1.1 Mục đích, đặc điểm và yêu cầu độ chính xác 11 1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật thành lập lưới khống chế thi công công

trình dân dụng – công nghiệp

16

1.3 Tổng quan về công tác lập lưới khống chế thi công công trình

dân dụng – công nghiệp ở Việt Nam

22

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI

CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

2.1 Đặc điểm các phương pháp thành lập lưới khống chế thi công

công trình dân dụng – công nghiệp

27

2.2 Ứng dụng máy toàn đạc điện tử để thành lập lưới khống chế thi

công công trình dân dụng - công nghiệp

35

2.3 Ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh để thành lập lưới khống chế

thi công công trình dân dụng – công nghiệp

37

2.4 Phân tích, đánh giá khả năng ứng dụng các phương pháp thành

lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

40

2.5 Khả năng ứng dụng hệ thống các trạm CORS trong công tác

thi công công trình dân dụng – công nghiệp ở Việt Nam

43

Chương 3 GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC THÀNH LẬP

LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

3.1 Phân tích các hướng nâng cao độ chính xác và hiệu quả công tác

lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

46

3.2 Giải pháp nâng cao hiệu quả công tác thành lập lưới khống chế

thi công công trình dân dụng – công nghiệp

48

3.3 Ước tính độ chính xác lưới khống chế thi công

công trình dân dụng – công nghiệp thành lập bằng công nghệ

định vị vệ tinh và các tri đo mặt đất

56

3.4 Tổ chức đo đạc lưới kết hợp mặt đất – vệ tinh 64 3.5 Xử lý số liệu đo đạc lưới kết hợp mặt đất – vệ tinh 69

Chương 4 TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM

4.1 Ước tính độ chính xác lưới khống chế thành lập bằng công nghệ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Stt Nội dung Chữ viết tắt

1 Trắc địa công trình TĐCT

3 Hệ thống định vị toàn cầu GPS

4 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN

5 Các trạm tham chiếu hoạt động liên

7 NRTK (Network Real Time

Kinematic)

Lưới đo động thời gian thực

8 PDOP (Positional Dilution Of

Precision)

Suy giảm độ chính xác định vị

DANH MỤC CÁC BẢNG

Stt Tên bảng Nội dung Trang

1 Bảng 1.1 Sai số trung phương khi lập lưới khống chế thi công 17

2 Bảng 1.2 Sai số trung phương khi lập lưới bố trí công trình 18

3 Bảng 1.3 Sai số trung phương bố trí công trình 21

4 Bảng 1.4 Sai số trung phương chuyển trục và độ cao lên các

6 Bảng 2.2 Một số máy TĐĐT chính xác cao (sử dụng để đo

các lưới khống chế độ chính xác cao và quan trắc biến dạng công trình)

31

7 Bảng 2.3 Tính năng kỹ thuật của một số loại máy thu GPS

đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam

38

8 Bảng 2.4 Kết quả tính m và m đối với máy TĐĐT và

công nghệ định vị vệ tinh

41

9 Bảng 2.5 Nhiệm vụ và độ chính xác yêu cầu của lưới

GNSS-CORS quốc gia

44

10 Bảng 4.1 Kết quả tính toán độ chính xác các yếu tố lưới

định vị vệ tinh

89

11 Bảng 4.2 Kết quả tính toán độ chính xác các yếu tố lưới

khống chế thi công công trình công nghiệp

96

12 Bảng 4.3 Kết quả tính toán độ chính xác các yếu tố lưới

khống chế thi công công trình thành phố

100

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Stt Tên hình Nội dung Trang

1 Hình 1.1 Sơ đồ mạng lưới GPS trên khu công nghiệp Dung Quất 26

9 Hình 3.2 Chuyển đổi tọa độ vuông góc phẳng 79 Các sơ đồ lưới khống chế thành lập bằng công nghệ định vị vệ tinh

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ở nước ta đã và đang xây dựng các khu công nghiệp với quy

mô lớn, phân bố các hạng mục ngày càng phức tạp Ở các đô thị tiến hành xây dựng công trình nhà cao tầng có chiều cao lớn Công tác xây dựng lưới khống chế thi công công trình dân dụng và công nghiệp đòi hỏi độ chính xác tương

hỗ cao, đảm bảo độ chính xác cần thiết để bố trí các hạng mục công trình Việc ứng dụng, kết hợp sử dụng công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử (TĐĐT) cho phép thành lập và phát triển các bậc lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiêp đạt độ chính xác yêu cầu, đồng thời khắc phục những hạn chế, phát huy ưu điểm khi sử dụng riêng biệt từng loại công nghệ, giảm bớt thời gian thực hiện

Mặt khác ở nước ta hiện nay đang xây dựng hệ thống trạm CORS (hệ thống trạm định vị vệ tinh tham khảo hoạt động liên tục), với chất lượng và

độ chính xác ngày càng được nâng cao Sử dụng hệ thống trạm CORS trong công tác thi công công trình là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu

Do vậy đề tài: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác

thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng và công nghiệp” là

cần thiết, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả công tác trắc địa trong thành lập lưới khống chế thi công công trình, bảo đảm độ chính xác về mặt hình học khi xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp

2 Mục đích của đề tài

- Khảo sát đặc điểm, mục đích, các chỉ tiêu kỹ thuật, quy trình công tác trắc địa trong thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiệp

- Giải pháp kết hợp công nghệ định vị vệ tinh và máy TĐĐT để nâng cao hiệu quả công tác thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng

và công nghiệp

- Xây dựng phương pháp đo đạc kết hợp công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử trong công tác thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

- Xây dựng giải pháp xử lý số liệu các trị đo bằng công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử trong thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

- Nghiên cứu ứng dụng hệ thống trạm CORS (hệ thống trạm định vị vệ tinh tham khảo hoạt động liên tục) trong công tác thi công công trình dân dụng - công nghiệp

3 Nhiệm vụ của đề tài

- Thu thập, nghiên cứu các vấn đề liên quan đến độ chính xác yêu cầu và các chỉ tiêu kỹ thuật trong thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiệp

- Nghiên cứu giải pháp ứng dụng kết hợp công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử (trong thiết kế, đo đạc và xử lý số liệu) để nâng cao hiệu quả thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiệp

- Ứng dụng hệ thống trạm CORS trong công tác thi công công trình dân dụng - công nghiệp

- Thực nghiệm về các giải pháp thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiệp

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử

- Phạm vi nghiên cứu: Lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

5 Nội dung nghiên cứu

- Phương thức ứng dụng kết hợp công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử trong các điều kiện khác nhau của công trình

- Các giải pháp đo đạc kết hợp công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử

- Giải pháp xử lý các trị đo bằng công nghệ định vị vệ tinh và máy toàn đạc điện tử khi thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

- Thực nghiệm

6 Phương pháp nghiên cứu

- Thống kê, thu thập, tổng hợp, phân tích, sử lý các số liệu

- Hệ thống hóa các phương pháp đã có, phát triển bổ sung các nội dung nghiên cứu mới

- Kết hợp khảo sát lý thuyết với thực nghiệm

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Tìm ra giải pháp thích hợp nâng cao hiệu quả công tác thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp, góp phần nâng cao chất lượng công trình

8 Cấu trúc luận văn

Luận văn bao gồm 4 chương được trình bày trong 103 trang với 20 hình, 12 bảng và 2 phụ lục

Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.Nguyễn Quang Thắng

Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy hướng dẫn đã tận tình chỉ bảo và giúp

đỡ tôi hoàn thành luận văn này Đồng thời tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn trắc địa công trình và khoa Trắc địa trường Đại học Mỏ - Địa chất cùng bạn bè, đồng nghiệp đã nhiệt tình quan tâm giúp tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG - CÔNG NGHIỆP

1.1 MỤC ĐÍCH, ĐẶC ĐIỂM VÀ YÊU CẦU ĐỘ CHÍNH XÁC

1.1.1 Mục đích, đặc điểm thành lập và yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

Lưới thi công công trình được thành lập trong thời kỳ thi công, là cơ sở trắc địa để chuyển bản thiết kế ra thực địa và cũng là cơ sở để đo vẽ hoàn công công trình Tùy thuộc vào đặc điểm của địa hình, quy mô khu vực xây dựng cũng như đặc điểm khai thác vận hành công trình mà lưới khống chế thi công có thể được thành lập qua một số bậc Trong nhiều trường hợp, lưới khống chế thi công được phát triển qua 2 bậc: bậc lưới cơ sở và bậc lưới bố trí Lưới cơ sở bao gồm các điểm khống chế bố trí ngoài công trình, nơi có tầm khống chế tốt, điều kiện địa chất ổn định và có thể bảo quản được lâu dài các dấu mốc Lưới cơ sở làm cơ sở khởi tính tọa độ cho cả hệ thống lưới và

để khôi phục lại các điểm lưới bố trí trong trường hợp bị hủy hoại Lưới bố trí bao gồm các điểm được đặt gần công trình, trên các bờ móng, sàn thi công sao cho thuận lợi để bố trí trực tiếp các hạng mục của công trình Các điểm của lưới bố trí dễ bị phá hủy hoặc bị tác động của nhiều yếu tố tự nhiên như hoạt động của phương tiện cơ giới, khoan nổ mìn Tuy nhiên, nó có thể được khôi phục lại nhờ các điểm khống chế cơ sở

Yêu cầu độ chính xác đối với mỗi bậc lưới tăng dần và phải được thành lập trong cùng hệ tọa độ, độ cao thống nhất đã được lựa chọn đối với từng công trình Do lưới khống chế thi công có yêu cầu độ chính xác cao hơn hẳn

so với lưới đo vẽ bản đồ, ngoài đòi hỏi độ chính xác cao về vị trí tương hỗ giữa các bộ phận trong từng hạng mục công trình mà còn cả giữa các hạng

mục với nhau, vì vậy để giải quyết các nhiệm vụ này cần phải lập lưới chuyên dùng cho công trình

Khi thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp cần lưu ý những đặc điểm cơ bản sau:

- Lưới thi công là mạng lưới độc lập cục bộ (để tránh ảnh hưởng của sai

số số liệu gốc) nhưng cần được đo nối với hệ tọa độ trong giai đoạn khảo sát thiết kế công trình Khi tính toán bình sai lưới các số liệu đo nối với mạng lưới cũ chỉ dùng làm số liệu gốc cần thiết tối thiểu để định vị lưới vào hệ thống tọa độ đang sử dụng của công trình

- Sơ đồ lưới được xác định tùy thuộc vào hình dạng khu vực thi công

và sự phân bố các hạng mục của công trình xây dựng

- Chiều dài cạnh của lưới thường ngắn

- Điều kiện đo đạc mạng lưới thường khó khăn, độ chính xác bị ảnh hưởng do công tác xây dựng, phát xạ nhiệt của các đối tượng xây dựng

- Trong một số trường hợp lưới thi công được thiết kế tối ưu độ chính xác theo hướng đã định trước phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công trình

- Để có thể bố trí được công trình mà không gây ra một biến dạng nào trong quá trình bố trí thì nguyên tắc cơ bản là lưới khống chế thi công phải được tính toán bình sai trong cùng một hệ thống tọa độ đã chọn khi thiết kế công trình Điều đó có nghĩa là nếu bản thiết kế công trình đã được thiết lập trong hệ thống tọa độ và mặt chiếu nào thì tọa độ các điểm của lưới khống chế thi công cũng phải được tính toán trong hệ thống tọa độ và mặt chiếu đó Nguyên tắc này bảo đảm cho chiều dài các cạnh được tính từ tọa độ bình sai đúng bằng chiều dài tương ứng đo trên mặt đất

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp thành lập lưới khống chế thi công công trình bao gồm: hình dạng và diện tích của khu vực xây dựng, điều kiện địa hình khu đo, độ chính xác yêu cầu, phương tiện trang

thiết bị hiện có Lưới khống chế thi công công trình có thể được thành lập theo các phương pháp truyền thống như: lưới tam giác (đo góc, đo cạnh, đo góc - cạnh), lưới đa giác, lưới ô vuông xây dựng Với những ưu điểm nổi bật

và hiệu quả công tác cao, công nghệ định vị vệ tinh đang được ứng dụng và phổ biến rộng rãi trong các lĩnh vực trắc địa bản đồ, trong đó có công tác thành lập lưới khống chế thi công trắc địa công trình Ngoài ra việc áp dụng giải pháp kết hợp các phương pháp truyền thống và công nghệ định vị vệ tinh cũng mang lại hiệu quả cao trong thành lập lưới khống chế thi công công trình

Theo mục đích và ý nghĩa, lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp cần đảm bảo những yêu cầu sau:

- Yêu cầu độ chính xác bố trí công trình

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

1.1.2 Nội dung công tác trắc địa trong thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

Khi xây dựng các công trình dân dụng – công nghiệp, khối lượng thực hiện các công tác trắc địa là rất lớn Để chuyển bản thiết kế công trình ra thực địa cần thành lập lưới khống chế thi công Từ các điểm của lưới khống chế thi công tiến hành chuyển ra thực địa trục chính và trục cơ bản của các hạng mục công trình, các công trình trên mặt đất và công trình ngầm Khi bố trí chi tiết, cần xác định vị trí các kết cấu riêng biệt từ vị trí các trục đã được 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 quan trọng trong xây dựng công trình dân dụng – công nghiệp Phương pháp tiến hành và độ chính xác của công tác này phụ thuộc vào các yếu tố: hình dạng, kích thước và đặc trưng của thiết bị cũng như yêu cầu về vị trí tương hỗ giữa các bộ phận của thiết bị

Trong giai đoạn thi công công trình công tác trắc địa cần thực hiện một

số nhiệm vụ sau:

- Thành lập xung quanh công trình cần xây dựng một mạng lưới khống chế trắc địa nhằm đảm bảo sự thống nhất về tọa độ và độ cao của toàn bộ công trình

- Chuyển ra thực địa các trục chính, trục cơ bản của công trình từ các điểm khống chế

- Tiến hành công tác bố trí chi tiết phục vụ việc đào và đổ bê tông hố móng, đài móng

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

- Chuyển tọa độ và độ cao từ lưới cơ sở nói trên lên các tầng thi công

và lặp lại ở các tầng lưới cơ sở đã chuyển lên, dựa vào đó phát triển lưới bố trí chi tiết; tiến hành các công tác bố trí chi tiết phục vụ việc thi công xây dựng trên các sàn tầng

- Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng công trình đã được lắp đặt

- Quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình

- Lập báo cáo kỹ thuật về công tác trắc địa

Trong quá trình thành lập lưới khống chế thi công công trình, công tác trắc địa gồm hai giai đoạn sau:

1 Thiết kế lưới

Công tác thiết kế lưới khống chế thi công công trình được thực hiện trong phòng dựa trên các tài liệu đã có trong giai đoạn khảo sát thiết kế công trình Căn cứ vào mục đính, ý nghĩa của lưới, dựa vào tổng bình đồ của khu vực xây dựng mà thiết kế lưới nhằm giả quyết các nhiệm vụ:

- Xác định chỉ tiêu độ chính xác yêu cầu thành lập lưới

- Xác định số bậc phát triển lưới, phương pháp thành lập và sơ đồ lưới đối với mỗi bậc

- Ước tính độ chính xác đặc trưng của các bậc lưới và độ chính xác các trị đo đối với mỗi bậc lưới, so sánh với chỉ tiêu yêu cầu

2 Thi công lưới

Quá trình thi công lưới được thực hiện ngoài thực địa bao gồm các công việc sau:

- Khảo sát chọn điểm

- Gia công và chôn mốc ngoài thực địa

- Tổ chức đo đạc các mạng lưới

- Kiểm tra chất lượng lưới và xử lý số liệu

Việc bố trí lưới phải căn cứ vào bản vẽ tổng mặt bằng kết hợp với công tác khảo sát ngoài thực địa để có thể chọn được vị trí đặt mốc khống chế sao cho thuận tiện tối đa trong quá trình thi công công trình Kết quả của quá trình thi công lưới là thành lập được trên thực địa một mạng lưới khống chế thi công bao gồm một số bậc lưới với các sơ đồ, chỉ tiêu độ chính xác của các bậc khác nhau

1.1.3 Độ chính xác yêu cầu thành lập lưới

Độ chính xác và mật độ điểm của lưới khống chế thi công công trình phụ thuộc vào yêu cầu nhiệm vụ cần giải quyết trong giai đoạn thi công công trình Nhiệm vụ chính của công tác trắc địa trong thi công công trình là trực tiếp phục vụ thi công công trình, vì thế việc phát triển xây dựng lưới phải linh hoạt, hợp lý để có thể tận dụng tối đa kết quả của giai đoạn trước vào giai đoạn sau của quá trình thi công công trình Lưới khống chế thi công trong công trình dân dụng – công nghiệp chủ yếu sử dụng để bố trí công trình, lắp đặt các kết cấu xây dựng, lắp đặt các thiết bị công nghệ có yêu cầu rất cao về

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

định độ chính xác của lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

- Để đáp ứng yêu cầu của công tác bố trí, chỉ tiêu độ chính xác của lưới khống chế thi công thường được chọn là sai số trung phương vị trí tương hỗ giữa hai điểm kề nhau của lưới Đối với công trình công nghiệp lớn, giá trị sai

số này thường không vượt quá 1:10000 chiều dài cạnh lưới Khi cạnh lưới dài 200m thì sai số này là = ± 20mm

- Đối với công tác đo vẽ hoàn công công trình từ lưới khống chế thi công, độ chính xác yêu cầu là sai số vị trí điểm yếu nhất của lưới so với điểm gốc không được vượt quá 0,2mm.M Trong đó M là mẫu số tỷ lệ bản đồ hoàn công Với M = 500, khi đó sai số sai số vị trí điểm của lưới không được vượt quá =10cm, sai số trung phương vị trí điểm mp không vượt quá 5cm (nhỏ hơn sai số giới hạn 2 lần)

1.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

1.2.1 Lưới khống chế thi công

a Độ chính xác thành lập lưới

Tùy thuộc vào tính chất, mức độ phức tạp của công trình mà độ chính xác yêu cầu thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp có các giá trị khác nhau Theo TCXDVN309:2004, đặc trưng về độ chính xác lưới khống chế cơ sở mặt bằng và độ cao phục vụ thi công công trình được chia làm 4 cấp như trong bảng 1.1

Đặc trưng về độ chính xác của lưới bố trí công trình được chia làm 6 cấp như trong bảng 1.2

Bảng 1.1- Sai số trung phương khi lập lưới khống chế thi công

Cấp

chính

Xác

Đặc điểm của đối tượng xây lắp

Sai số trung phương khi lập lưới

Đo góc (“)

Đo cạnh (tỷ lệ )

Đo chênh cao trên 1km

1 Xí nghiệp, các cụm nhà và công trình

xây dựng trên phạm vi lớn hơn 100

ha, từng ngôi nhà và công trình riêng

biệt trên diện tích lớn hơn 100 ha

3” 1/25.000 4mm

2 Xí nghiệp, các cụm nhà và công trình

xây dựng trên phạm vi nhỏ hơn 100

ha, từng ngôi nhà và công trình riêng

biệt trên diện tích từ 1ha đến 100ha

5” 1/10.000 6mm

3 Nhà và công trình xây dựng trên diện

tích nhỏ hơn 1ha Đường trên mặt đất

- Phương pháp tam giác (đo góc, đo cạnh hoặc đo góc – cạnh)

- Phương pháp đường chuyền (đa giác)

- Phương pháp ô vuông xây dựng

- Phương pháp giao hội

* Phương pháp định vị vệ tinh

* Phương pháp định vị vệ tinh kết hợp sử dụng máy TĐĐT

Bảng 1.2- Sai số trung phương khi lập lưới bố trí công trình Cấp

Đo góc (”)

Đo cạnh

Xác định chênh cao tại trạm máy

1 Các kết cấu kim loại có phay các bề mặt tiếp

xúc; các kết cấu bê tông cốt thép được lắp

2 Các tòa nhà cao hơn 15 tầng; các công trình

có chiều cao từ 60m đến 100m hoặc có khẩu

công trình có chiều cao từ 15m đến 60m

hoặc có khẩu độ dưới 18m

5.000

2,5mm

4 Các tòa nhà cao dưới 5 tầng; các công trình

có chiều cao < 15m hoặc có khẩu độ < 6m

c Hệ toạ độ sử dụng trong thiết kế lưới

Hệ toạ độ của lưới khống chế thi công phải thống nhất với hệ toạ độ đã dùng 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

và chọn kinh tuyến trục hợp lý để độ biến dạng chiều dài không vượt quá 1/50.000 ( tức là < 2mm/100m), nếu vượt quá thì phải tính chuyển

d Mật độ điểm khống chế

Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác của công tác bố trí và sự phân bố các hạng mục công trình để chọn mật độ điểm lưới khống chế, đối với các công trình dân dụng – công nghiệp mật độ điểm nên chọn là 1 điểm/1ha+2ha Cạnh trung bình của lưới đường chuyền hoặc lưới tam giác là 200m – 300m, số điểm khống chế mặt bằng tối thiểu là 4 điểm

e Số bậc phát triển lưới

Tuỳ theo diện tích khu vực, công nghệ xây dựng và trình tự các bước xây dựng công trình mà lưới khống chế mặt bằng thi công công trình dân dụng – công nghiệp có thể được thành lập gồm một số bậc lưới Đầu tiên cần xây dựng lưới chung phục vu cho công tác bố trí tổng thể công trình, mỗi bước tiếp theo lại xây dựng các cấp tương ứng Độ chính xác của các bậc lưới được xác định dựa vào sai số tổng hợp vị trí điểm bố trí và số bậc lưới Ở bước 1 phục vụ bố trí tổng thể, lấy độ chính xác cao nhất của hạng mục công trình khu vực bố trí để thiết kế ước tính thi công lưới Trong các bước bố trí chi tiết tiếp theo, nếu độ chính xác yêu cầu cao hơn cần phát triển thêm bậc tiếp theo có độ chính xác phù hợp cho công tác bố trí chi tiết Như vậy số bậc phát triển lưới bằng lần chuyển từ lưới có độ chính xác thấp đến lưới có độ chính xác cao

Đối với lưới khống chế mặt bằng thi công nên cố gắng giảm số bậc lưới Trong điều kiện các hạng mục công trình lớn và đối tượng xây lắp có nhiều cấp chính xác khác nhau có thể phát triển tối đa là 3 bậc

1.2.2 Chỉ tiêu kỹ thuật trong công tác bố trí công trình dân dụng – công nghiệp

Độ chính xác yêu cầu bố trí công trình có thể phân loại theo các cách sau:

a Theo giai đoạn bố trí:

- Bố trí các trục chính và trục cơ bản của công trình từ các điểm khống chế: giai đoạn này được tiến hành từ 3 ÷ 5cm;

- Bố trí các trục chi tiết từ các trục chính và trục cơ bản: các trục chi tiết cần bố trí với độ chính xác từ 2 ÷ 3mm;

- Bố trí các kết cấu, thiết bị công nghệ theo các trục đã xác định: giai đoạn này đòi hỏi độ chính xác bố trí cao nhất từ 1 ÷ 0,1mm

b Theo dạng công tác xây dựng: công tác đất, công tác đá, công tác gỗ, công

tác bê tông, công tác thép, công tác bê tông cốt thép

c Theo dạng công trình: Công trình xây dựng dân dụng – công nghiệp, công

trình thủy, hầm, cầu đường

Độ chính xác yêu cầu của công tác bố trí phụ thuộc vào các dạng công tác và công trình xây dựng được nêu ở bảng 1.3

Sai số chuyền toạ độ và độ cao từ các điểm của lưới trục cơ sở lên các tầng thi công được quy định trong bảng 1.4

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 cho phép của công tác bố trí được tính theo công thức:

Trong đó:

t- có giá trị bằng 1; 2.5; 3 và được ấn định trước trong bản thiết kế xây dựng, hoặc bản thiết kế các công tác trắc địa tuỳ thuộc vào tính chất quan trọng và mức độ phức tạp của từng công trình

m – là sai số trung phương được lấy theo bảng 1.2 và bảng 1.3

Khi biết trước giá trước giá trị dung sai xây lắp cho phép của từng hạng mục công trình có thể xác định được dung sai của công tác trắc địa the nguyên tắc đồng ảnh hưởng:

∆ = ∆

Trong đó:

- ∆ – là dung sai của công tác trắc địa

- ∆ – là dung sai của công xây lắp

- 3 – là chỉ 3 nguồn sai số trong xây lắp bao gồm: sai số do trắc địa; sai

số do chế tạo, thi công cấu kiện; sai số do biến dạng

Bảng 1.3- Sai số trung phương bố trí công trình

TT Loại công trình

Sai số trung phương đo đạc

khi bố trí

Đo góc (“)

Đo dài (tỷ lệ )

2 Công trình cao hơn 60m, nhà trên 60

3 Nhà 5 đến 16 tầng, công trình cao từ

15 đến 60m, khẩu độ từ 6 – 30m 20” 1/5.000 2mm

4 Nhà dưới 5 tầng, khẩu độ dưới 6m,

Bảng 1.4- Sai số trung phương chuyển trục và độ cao lên các mặt bằng xây lắp

Các sai số Chiều cao mặt bằng thi công xây dựng(m)

< 15 15 ÷ 60 60 ÷ 100 100 ÷ 120

Sai số trung phương chuyển các

điểm, các trục theo phương

thẳng đứng (mm)

Sai số trung phương xác định độ

cao trên mặt bằng thi công xây

Sai số đo kiểm tra kích thước hình học và đo vẽ hoàn công không được lớn hơn 0,2 lần dung sai cho phép của kích thước hình học được cho trong các tiêu chuẩn chuyên ngành hoặc hồ sơ thiết kế Khi đo vẽ hoàn công các đối tượng xây lắp trong giai đoạn thi công công trình, sai số này không được thấp hơn độ chính xác của công tác bố trí tương ứng

Khi đo vẽ hoàn công tổng thể, độ chính xác đo vẽ hoàn công tương ứng với độ chính xác đo vẽ bản đồ địa hình công trình

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM

Trong thực tế thành lập lưới khống chế thi công ở nước ta hiện nay, tùy theo từng giai đoạn lịch sử và khả năng hiện có của máy móc thiết bị, lưới được thành lập bằng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp tam

giác, phương pháp đa giác, phương pháp định vị vệ tinh, phương pháp kết hợp định vị vệ tinh – mặt đất

Hiện nay, ở Việt Nam hai công nghệ đo dài điện tử và định vị vệ tinh đều song song tồn tại Không có công nghệ nào hoàn toàn thay thế công nghệ nào Nếu như công nghệ định vị vệ tinh có ưu thế trong xây dựng lưới cạnh dài thì công nghệ đo dài điện tử có lợi thế trong xây dựng lưới cạnh ngắn và trong các công tác xây dựng lưới chuyên dụng

Đặc điểm chung của các mạng lưới trong thi công công trình được đo bằng công nghệ định vị vệ tinh là chiều dài cạnh không quá lớn Chính vì thế, trong nhiều trường hợp các điểm lưới công trình lại có khả năng thông hướng với nhau Trong trường hợp này, những người làm công tác trắc địa công trình thường kết hợp đo thêm chiều dài cạnh hoặc góc ngang bằng máy TĐĐT

và xử lý cùng với các trị đo vệ tinh để nhận được một kết cấu lưới vững chắc, cho độ chính xác cao về vị trí tương hỗ giữa các điểm trong lưới

Ngoài ra có trường hợp, một số điểm trong lưới không thuận tiện cho

đo đạc vệ tinh, trong trường hợp này cần đo thêm chiều dài cạnh và góc nối

để xác định được tọa độ của các điểm đó Có trường hợp cần kết nối giữa hai mạng lưới mặt đất mà không thể dùng các thiết bị đo góc - cạnh thông dụng thì việc sử dụng công nghệ định vị vệ tinh để liên kết các mạng lưới mặt đất là giải pháp khả thi nhất

Các công trình xây dựng dân dụng – công nghiệp thường rất đa dạng và phức tạp, mỗi loại công trình lại đòi hỏi một hình thức lưới khống chế thi công với các đặc thù riêng Công tác lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp có một số dạng cơ bản như sau:

1 Công trình thành phố và khu dân cư

Ở thành phố và khu dân cư, lưới khống chế là cơ sở trắc địa phục vụ cho việc đo vẽ địa hình thành phố, để bố trí các khu phố và các đường giao

thông Đối với công trình này không thành lập lưới chuyên dùng mà sử dụng lưới khống chế Nhà nước làm cơ sở, nhưng chiều dài cạnh rút ngắn từ 1,5 – 2 lần so với lưới tam giác Nhà nước cùng cấp Lưới được tăng dày để đảm bảo mật độ và độ chính xác tương hỗ vị trí điểm phục vụ cho bố trí công trí công trình thành phố và đo vẽ bản đồ hoàn công tỷ lệ 1/500

2 Công trình công nghiệp

Lưới khống chế trên toàn khu vực được thành lập trong giai đoạn khảo sát thiết kế là cơ sở để đo vẽ bản đồ, đồng thời cũng dựa vào đó để thành lập lưới bố trí công trình Đối với khu vực công nghiệp có diện tích trên 30 km2,

cơ sở khống chế là các điểm của lưới Nhà nước, Đối với khu vực nhỏ hơn thì thành lập lưới cục bộ có độ chính xác như lưới hạng IV Nhà nước Để bố trí công trình, ở khu vực công nghiệp thường thành lập lưới ô vuông xây dựng

Để có góc nhìn tổng thể hơn về thực trạng công tác thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp, dưới đây giới thiệu công tác thành lập lưới khống chế thi công một số công trình trong thời gian gân đây

* Thành lập lưới khống chế thi công công trình Trung tâm hội nghị Quốc gia

Trong giai đoạn khảo sát thi công hạ tầng Trung tâm hội nghị Quốc gia (tháng 11-2004), trên mặt bằng khu xây dựng thiết lập 3 điểm khống chế cơ

sở RS1, RS2, RS3 và 7 điểm lưới đường chuyền hạng IV Các điểm này nằm cách khá xa các hạng mục xây dựng Để trực tiếp phục vụ công tác bố trí các hạng mục của tòa nhà và các hạng mục lân cận, cần thiết phải chêm dày lưới khống chế cơ sở nói trên bằng một mạng lưới đường chuyền hạng IV gồm 5 điểm lưới ô vuông dựa lên 3 điểm RS1, RS2, RS3 Do điều kiện khu vực đang xây dựng, nhiều hướng bị che khuất cho nên giải pháp phù hợp nhất là sử dụng công nghệ định vị vệ tinh kết hợp TĐĐT để đo mạng lưới này Cả 3 điểm khống chế cơ sở RS1, RS2, RS3, 7 điểm lưới đường chuyền hạng IV và

5 điểm lưới ô vuông bổ sung mới đều được dẫn độ cao bằng thủy chuẩn hình học có độ chính xác tương đương hạng III, Mạng lưới được đo ngày 23 tháng

03 năm 2005, bằng 4 máy thu GPS loại 1 tần số Trimble 4600LS

* Thành lập lưới khống chế thi công trên khu công nghiệp Dung Quất

Khu vực xây dựng nằm trên diện tích 30km2 và trải dài gần 10km bao gồm nhiều hạng mục công trình phức tạp, liên kết với nhau theo dây chuyền công nghệ chính xác cao Với yêu cầu như vậy cần phải lập phương án xây dựng một mạng lưới khống chế cơ sở khoảng 12 ÷ 15 điểm, có tọa độ và độ cao thống nhất trên toàn khu công nghiệp để phục vụ cho giai đoạn xây dựng các hạng mục công trình và lắp đặt các thiết bị Qua phân tích điều kiện địa hình và ước tính độ chính xác lưới theo các phương án, cho thấy các phương

án đo lưới tam giác bằng công nghệ truyền thống hầu như không có tính khả thi do khó đảm bảo điều kiện thông hướng giữa các điểm đo Phương án đo bằng công nghệ định vị vệ tinh vừa đạt độ chính xác cao và giải quyết được khó khăn trên Mạng lưới cơ sở trắc địa công trình tương đương với lưới hạng III Nhà nước sẽ khống chế cho toàn bộ khu công nghiệp, làm cơ sở phát triển mạng lưới cấp tiếp theo là lưới đường chuyền có độ chính xác tương đương lưới hạng IV nhà nước Các điểm khởi tính cho mạng lưới định vị vệ tinh bao gồm hai điểm hạng II nhà nước, tọa độ trong hệ HN-72 Mạng lưới có đo với một điểm hạng III cũ và được coi như điểm mới Với mạng lưới trắc địa công trình, điểm tọa độ nhà nước chỉ có ý nghĩa dùng để đo nối vào hệ tọa độ công trình, không mang ý nghĩa khống chế về độ chính xác Để đo nối tọa độ về thực chất chỉ cần một điểm khởi tính, trong trường hợp này điểm thứ hai đóng vai trò như điểm kiểm tra Nếu sau bình sai tự do, bảo đảm phù hợp tốt nó sẽ được dùng làm điểm khởi tính thứ hai

GPS-10

Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới GPS trên khu công nghiệp Dung Quất

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG

CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

2.1 ĐẶC ĐIỂM CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

2.1.1 Phương pháp truyền thống (nhóm các phương pháp mặt đất)

Đây là phương pháp truyền thống sử dụng các thiết bị đo ngắm trực tiếp trên mặt đất tự nhiên của khu vực thi công công trình Lưới chủ yếu được xây dựng theo các phương pháp sau:

- Phương pháp tam giác (đo góc, đo cạnh hoặc đo góc – cạnh)

- Phương pháp đường chuyền (đa giác)

- Phương pháp ô vuông xây dựng

- Phương pháp giao hội

1 Lưới tam giác đo góc: là dạng lưới được dùng chủ yếu trong thời gian các

phương tiện đo dài chưa được phổ biến và sử dụng rộng rãi Lưới tam giác đo góc sử dụng một cạnh đo có độ chính xác cao làm cạnh gốc (cạnh đáy) Dạng

đồ hình cơ bản của lưới là chuỗi tam giác, tứ giác trắc địa, đa giác trung tâm trong đó có đo tất cả các góc Lưới này có những ưu, nhược điểm sau:

- Ưu điểm: lưới khống chế được khu vực rộng, độ chính xác các yếu tố trong lưới khá cao và tương đối đồng đều Lưới có nhiều trị đo thừa nên có điều kiện kiểm tra kết quả đo, loại trừ được sai số thô và nâng cao độ chính xác các yếu tố được xác định trong lưới

- Nhược điểm: việc tổ chức đo đạc cồng kềnh, kết quả đo góc chịu ảnh hưởng lớn của môi trường đặc biệt trong khu vực thi công công trình và đòi hỏi mức độ thông hướng cao Trong quá trình đo đạc vì các cạnh trong lưới khống chế trắc địa công trình thường có cạnh ngắn cho nên ảnh hưởng của sai

số định tâm máy đến kết quả đo góc là rất lớn, vì vậy định tâm máy và định tâm tiêu phải thật chính xác

Dưới đây là một số dạng đồ hình của lưới tam giác đo góc:

Hình 2.1: Lưới tam giác đo góc

2 Lưới tam giác đo cạnh: được xây dựng theo dạng đồ hình chuỗi tam giác

đơn, tứ giác trắc địa hay lưới đa giác trung tâm đo tất cả các cạnh bằng máy

đo dài Hiện nay, do các loại máy TĐĐT có độ chính xác cao đã đáp ứng được yêu cầu độ chính xác đo các cạnh trong lưới vì vậy phương pháp đo toàn cạnh đã được áp dụng phổ biến trong thành lập lưới khống chế thi công Lưới

đo cạnh khắc phục được các nhược điểm của lưới đo góc, thời gian đo mỗi cạnh trong lưới nhanh nên tốc độ thi công nhanh hơn nhiều so với phương pháp đo toàn góc Tuy nhiên đối với lưới đo toàn cạnh có những hạn chế sau: dịch vị ngang lớn hơn nhiều so với dịch vị dọc Trong mỗi tam giác không có trị đo thừa nên ít có điều kiện kiểm tra kết quả ngay trên thực địa, để khắc phục nhược điểm này thường áp dụng lưới gồm các tứ giác trắc địa

Dưới đây là một số dạng đồ hình của lưới tam giác đo cạnh:

Hình 2.2: Lưới tam giác đo cạnh

3 Lưới tam giác đo góc – cạnh: là dạng lưới có tính ưu việt nhất kế thừa được

các ưu điểm và khắc phục một phần nhược điểm của hai phương pháp tam giác đo góc và tam giác đo cạnh

Trong lưới góc- cạnh có thể đo tất cả hoặc một phần các góc và cạnh của lưới So với lưới tam giác đo góc và lưới tam giác đo cạnh, lưới tam giác đo góc – cạnh ít phụ thuộc hơn vào kết cấu hình học của lưới, 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, lưới đo góc cạnh cho phép tính tọa độ các điểm chính xác hơn lưới tam giác đo góc hoặc lưới tam giác đo cạnh khoảng 1,5 lần Trong lưới đo góc – cạnh kết hợp tùy vào dạng lưới, đồ hình lưới mà tổ chức đo một

số cạnh cho phù hợp không nhất thiết phải đo tất cả các cạnh như: đối với lưới

tứ giác không đường chéo nên đo các cạnh theo chu vi và một số cạnh giữa lưới để thuận tiện cho công tác tính toán sau này Đối với lưới tam giác thì nên lựa chọn đo các cạnh đối diện với góc lớn nhất trong tam giác

4 Lưới đa giác (đường chuyền): lưới đường chuyến là tập hợp các điểm nối

với nhau tạo thành đường gãy khúc Tiến hành đo tất cả các cạnh và các góc góc ngoặt của đường chuyền, nếu biết tọa độ của một điểm và góc phương vị

của một cạnh ta dễ dàng tính ra góc phương vị các cạnh và tọa độ các điểm khác trên đường chuyền Tùy thuộc vào diện tích, hình dạng khu vực thi công,

vị trí các điểm gốc mà thiết kế lưới đường chuyền dưới dạng lưới đường chuyền phù hợp, lưới đường chuyền với các điểm nút và các vòng khép.Tuy nhiên, do lưới đường chuyền có lượng trị đo ít và kết cấu đồ hình không chặt chẽ nên độ chính xác của các yếu tố trong lưới không cao Phương án hợp lý

để nâng cao chất lượng đồ hình lưới và cũng là một trong các phương pháp để nâng cao độ chính xác của lưới các đường chuyền là lập lưới có nhiều vòng khép kín

Hiện nay, các thế hệ máy toàn đạc điện tử với cấp độ chính xác khác nhau cho phép thành lập lưới một cách thuận tiện và linh hoạt với độ chính xác cần thiết (Bảng 2.1 và 2.2)

Bảng 2.1 – Một số máy TĐĐT chính xác (sử dụng để đo các lưới khống chế mặt bằng)

độ

SSTP đo góc ngang/đứng

SSTP

đo cạnh

Tầm hoạt động xa nhất

Bảng 2.2 – Một số máy TĐĐT chính xác cao (sử dụng để đo các lưới khống chế độ chính xác cao và quan trắc biến dạng công trình)

độ

SSTP đo Góc ngang/đứng

SSTP

đo cạnh

Tầm hoạt động xa nhất

1

3≤

: ≤ 3.0

dễ dàng, xong tiến độ thi công lại chậm và ảnh hưởng của sai số định tâm đến

độ chính xác của lưới do phải định tâm nhiều lần trên một điểm Số lượng máy thu được khuyến cáo nên dùng là 3 – 6 chiếc Lúc đó công việc tổ chức thi công cũng không phức tạp, tăng được tiến độ thi công và độ chính xác so với việc sử dụng lượng máy đo tối thiểu là 2 Quy trình đo đạc lưới khống chế thi công thường được tiến hành theo các bước sau:

1 Công tác lập lịch đo dựa trên kinh vĩ độ của khu vực đo và các tiêu chuẩn đo của người lựa chọn, tiêu chuẩn này gồm:

- Số vệ tinh tối thiểu trong thời gian quan sát

- Thời gian tối thiểu thu tín hiệu cho 1 ca đo

- Hệ số suy giảm độ chính xác mặt bằng (PDOP)

2 Thời gian đo theo lý lịch máy từ 45ph đến 1h phù hợp với cạnh đo có chiều dài nhỏ hơn 10km Song đây là điều kiện tiêu chuẩn khi các điểm đo không bị che khuất, các tín hiệu nhiễu không ảnh hưởng đến các tín hiệu đo Trên thực tế, rất khó chọn được các điểm thu tín hiệu như điều kiện tiêu chuẩn Do đó cần chọn thời gian thu tín hiêu tối thiểu như sau: Từ 30÷45ph cho các lưới tương đương đường chuyền cấp 1, cấp 2, từ 1h đến 1h30 cho những lưới có độ chính xác cao như lưới tam giác hạng IV và 2h ÷ 2h30 cho lưới thi công

3 Cường độ đồ hình vệ tinh (PDOP): giá trị của PDOP càng nhỏ thì độ chính xác định vị càng cao nhưng khoảng thời gian thỏa mãn trong ngày càng nhỏ Đây là thông số ảnh hưởng đến cả chât lượng thu tín hiệu và tiến độ thi công luới Thông thường chọn PDOP nhỏ hơn 4 Với tình hình vệ tinh như hiện nay lựa chọn này không làm ảnh hưởng đến tiến độ tổ chức và đo đạc chính xác

4 Các quy định khác cần tuân thủ “Tiêu chuẩn kỹ thuật đo và sử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình”

Dựa vào điều kiện cụ thể của khu vực thi công và các yêu cầu đã xác định, tiến hành thiết kế, chọn điểm lưới định vị vệ tinh trên tổng bình đồ công trình Đối với lưới định vị vệ tinh đồ hình lưới không ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác lưới Việc chọn điểm lưới định vị vệ tinh đơn giản hơn chọn điểm cho các mạng lưới truyền thống tuy nhiên cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Các vật cản xung quanh điểm đo có góc cao không quá 15 ÷ 200 để tránh cản trở tín hiệu vệ tinh

- Điểm lưới vệ tinh không quá gần các bề mặt phản xạ như cấu kiện kim loại, các hàng rào, mặt nước vì chúng có thể gây ra hiện tượng đa đường dẫn

- Không quá gần các thiết bị như trạm thu phát sóng, đường dây cao áp có thể gây nhiễu tín hiệu

Đồ hình lưới tối ưu cần đạt các tiêu chí:

● Số ca đo (Session) là ít nhất, số cạnh đo được trong một ca đo là nhiều nhất

● Số cạnh đo trong lưới ít nhất và lưới vẫn đạt độ chính xác theo yêu cầu

● Các điểm gốc khống chế phân bố đều về các phía khác nhau của lưới Thiết kế đồ hình lưới định vị vệ tinh chủ yếu dựa vào mục đích sử dụng, kinh phí, thời gian, nhân lực, loại hình, số lượng máy thu và điều kiện đảm bảo hậu cần Căn cứ và mục đích sử dụng thông thường, có 4 phương pháp cơ bản để thành lập lưới: liên kết cạnh, liên kết điểm, liên kết lưới, liên kết hỗn hợp cạnh điểm Còn có thể liên kết hình sao, liên kết đường chuyền phù hợp, liên kết chuỗi tam giác Lựa chọn phương thức liên kết nào là tùy thuộc vào độ chính xác của công trình, điều kiện dã ngoại và điều kiện máy thu tín hiệu vệ tinh hiện có Dưới đây là một số dạng đồ hình liên kết

a Liên kết điểm

Là dạng liên kết các vòng đo đồng bộ kề nhau bởi một điểm chung Phương thức liên kết này có cường độ đồ hình yếu, có rất ít điều kiện khép hình không đồng bộ

b Liên kết cạnh

Là dạng liên kết giữa các vòng đo đồng bộ kề nhau bởi một cạnh chung Phương thức liên kết này có nhiều cạnh đo lặp, nhiều điều kiện khép hình không đồng bộ và cường độ đồ hình chặt chẽ

Hình 2.3: Liên kết điểm Hình 2.4: Liên kết cạnh

c Liên kết lưới

Là dạng liên kết giữa các đồ hình đo đồng bộ bởi hai điểm chung trở lên Lưới được thành lập theo phương thức này có cường độ đồ hình và độ tin cậy cao

d Liên kết hỗn hợp cạnh - điểm

Phương thức liên kết này cho phép đảm bảo cường độ đồ hình, độ tin cậy của lưới và giảm khối lượng công tác ngoại nghiệp

Hình 2.5: Liên kết cạnh - điểm

2.2 ỨNG DỤNG MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ ĐỂ THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG - CÔNG NGHIỆP

Hiện nay khi thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công sử dụng phổ biến máy TĐĐT Các thế hệ TĐĐT với cấp độ chính xác khác nhau đang có mặt ở nước ta cho phép thành lập lưới một cách thuận tiện và linh hoạt với độ chính xác cần thiết Máy TĐĐT (Total Station) ra đời dựa trên các tiến bộ khoa học – kỹ thuật về lĩnh vực tin học và điện tử Cấu tạo máy TĐĐT bao gồm 3 phần chính có thể biểu diễn tổng quát dưới dạng sơ đồ khối như sau:

Hình 2.6: Sơ đồ tổng quát cấu tạo máy TĐĐT

Các chức năng của 3 phần chính như sau:

* Khối đo khoảng cách điện tử EDM (Electronic Distance Meter): khối này có chức năng tự động đo khoảng cách nghiêng từ tâm máy đến tâm gương phản xạ (hoặc đến điểm ngắm trên bề mặt phản xạ đối với máy không dùng gương phản xạ)

* Khối kinh vĩ số DT (Digital Theodolite): với chức năng tự động đo hướng ngang (hoặc góc ngang), góc đứng (hoặc góc thiên đỉnh)

* Khối xử lý CPU (Central Processing Unit): trong khối này cài đặt các chương trình tiện ích để xử lý các bài toán trắc địa

Máy TĐĐT cho phép đo đạc mạng lưới rất nhanh, áp dụng phù hợp ở bất kỳ địa hình nào có tầm thông hướng mặt đất tốt Khả năng thực hiện 2 loại trị đo góc và đo cạnh ngay trên cùng một phương tiện và trên cùng một trạm máy đã cho phép nâng cao độ tin cậy cũng như độ chính xác của mạng lưới Công tác đo cạnh được tự động hoá gần như hoàn toàn, kết quả đo ít phụ

thuộc vào người đo Độ chính xác đo cạnh bằng các máy TĐĐT thông dụng dao động trong khoảng 2 + 2ppm hoặc 3 + 3ppm Để đạt độ chính xác cao trong đo góc bằng máy TĐĐT cần thực hiện đồng bộ các thao tác, đồng thời cần áp dụng một số biện pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của các nguồn sai số như định tâm máy, định tâm gương, sai số ngắm chuẩn Điều này đòi hỏi người đo phải có trình độ và kinh nghiệm nhất định Tuy nhiên đối với khu vực có địa hình phức tạp, tầm thông hướng trong lưới không tốt thì nếu áp dụng công nghệ này sẽ gặp trở ngại đáng kể Vì yêu cầu đầu tiên là phải đảm bảo sự thông hướng giữa các điểm lưới nên thường không đặt được các điểm mốc tại các vị trí thích hợp nhất tại công trình Ngoài ra công nghệ đo đạc mặt đất phụ thuộc nhiều vào thời tiết, phải lựa chọn thời gian đo thích hợp để hạn chế ảnh hưởng của các yếu tố môi trường Điều này có thể dẫn đến việc kéo dài thời gian thi công, ảnh hưởng đến tiến độ xây dựng lưới

Trong công tác lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp việc ứng dụng máy toàn đạc điện tử cho phép áp dụng rộng rãi các dạng lưới đo cạnh, đo góc – cạnh, những dạng lưới trước kia chỉ được áp dụng một cách hạn chế

Đối với lưới tam giác đo cạnh dạng lưới này tận dụng được khả năng

đo cạnh tiện lợi, nhanh chóng của máy TĐĐT Lưới có nhược điểm là độ chính xác của lưới không đồng đều theo các hướng dọc và ngang, khó kiểm tra chất lượng đo đạc ngay tại thực địa

Dạng lưới tam giác đo góc – cạnh khi sử dụng máy TĐĐT được ứng dụng để thành lập các lưới thi công đòi hỏi độ chính xác cao, kết cấu chặt chẽ như: lưới thi công những công trình dân dụng – công nghiệp có kích thước và quy mô lớn, lưới khống chế thi công cầu lớn, lưới khống chế thi công công trình công nghiệp đặc biệt

Đối với lưới đường chuyền, độ chính xác của các máy TĐĐT hiện nay cho phép thành lập lưới khống chế nhà nước, lưới chêm dày dưới dạng lưới đường chuyền Trên khu vực xây dựng công trình với điều kiện phức tạp, lưới đường chuyền cạnh ngắn được ứng dụng rãi với thiết bị đo là máy TĐĐT độ chính xác khác nhau Dạng lưới này được ứng dụng như sau: lưới khống chế thi công công trình dân dụng, công nghiệp đường giao thông nội bộ

Trong một số trường hợp để thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp người ta áp dụng dạng lưới tứ giác không đường chéo đo góc – cạnh, nếu các đối tượng xây dựng trên khu vực tạo thành các ô vuông hoặc chữ nhật với kích thước không lớn, tia ngắm theo hướng đường chéo không thông suốt

2.3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH ĐỂ THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG - CÔNG NGHIỆP

Cấu trúc chung của hệ thống định vị vệ tinh bao gồm ba bộ phận cấu thành, đó là:

- Đoạn không gian (Space Segment)

- Đoạn điều khiển (Control Segment)

- Đoạn sử dụng (Use Segment)

Đoạn không gian bao gồm các vệ tinh chuyển động trên các mặt phẳng quỹ đạo khác nhau, liên tục phát tín hiệu với tần số chuẩn cơ sở Đoạn điều khiển được thiết lập để duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thống định vị này Đoạn sử dụng bao gồm tất cả các máy móc, thiết bị thu nhận thông tin từ vệ tinh để khai thác sử dụng cho các mục đích và yêu cầu khác nhau cả ở trên không, trên biển và trên đất liền Đó có thể là một máy thu riêng biệt hoạt động độc lập (định vị tuyệt đối) hay một nhóm gồm từ hai máy thu trở lên hoạt động đồng thời theo một lịch trình thời gian nhất định (định vị tương đối)

hoặc hoạt động theo chế độ một máy thu đóng vai trò máy chủ phát tín hiệu

vô tuyến để hiệu chỉnh cho các máy thu khác (định vị vi phân)

Hiện nay các thiết bị phục vụ cho công tác trắc địa gồm 2 nhóm máy là loại máy thu 1 tần số (L1) và các máy thu 2 tần số (L1, L2)

Bảng 2.3: Tính năng kỹ thuật của một số loại máy thu GPS

đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam

Loại

máy

Hãng sản xuất

Sai số khoảng cách

Tầm hoạt động (Km)

Sai số phương

vị

Loại máy thu

4800LS

Trimble

L1, L2 GPS

5700LS

Trimble

L1, L2 GPS R7 Trimble

L1, L2, L2C

Theo kết quả nghiên cứu và thực nghiệm cho thấy có thể sử dụng công nghệ định vị vệ tinh để đo các mạng lưới thi công với chiều dài các cạnh từ 100m đến 1000m và lớn hơn Khi đo cạnh với khoảng cách ngắn cần lưu ý đến sai số định tâm và đo cao anten máy thu Sử dụng công nghệ định vị vệ tinh để lập các mạng lưới thi công công trình thì không cần thiết phải lập lưới trắc địa cơ sở nếu như gần khu công nghiệp (không lớn) và đã có ít nhất một điểm tọa độ Nhà nước Lưới thi công có thể xây dựng ở dạng lưới tam giác và cũng cho phép xây dựng ở dạng lưới đa giác Cho phép sử dụng máy thu 1 tần

số để đo

Khi xây dựng các công trình cao tầng, có thể sử dụng công nghệ định vị

vệ tinh để lập lưới chuyển trục công trình lên cao Để chuyển trục công trình