Khảo sát một số biện pháp nâng cao hiệu quả thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng công nghiệp

13 TRÌNH 13 1.1.2 Đặc điểm của lưới khống chế trắc địa trong xây dựng một số CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP 18 CÔNG CÔNG TRÌNH 20 1.4.1 Thành lập lưới khống chế thi công công tr

NGUYỄN VĂN QUANG

KHẢO SÁT MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÀNH LẬP

LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG –CÔNG NGHIIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2010

NGUYỄN VĂN QUANG

KHẢO SÁT MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÀNH LẬP

LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG –CÔNG NGHIIỆP

Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa

Mã số: 60.52.85

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Trần Khánh

LỜI CAM ĐOAN

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

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Quang

13

TRÌNH

13

1.1.2 Đặc điểm của lưới khống chế trắc địa trong xây dựng một số

CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

18

CÔNG CÔNG TRÌNH

20

1.4.1 Thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng –

công nghiệp bằng phương pháp mặt đất

20

1.4.2 Thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng –

công nghiệp bằng phương pháp đo GPS

24

1.4.3 Thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng -

công nghiệp bằng phương pháp kết hợp trị đo mặt đất –GPS

29

Chương 2 KHẢO SÁT MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI

KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG

NGHIỆP

30

2.1.2 Phương pháp ước tính độ chính xác và số bậc phát triển của

mạng lưới

30

TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TAM GIÁC

31

TRÌNH DÂN DỤNG - CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA GIÁC

36

TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỨ GIÁC KHÔNG ĐƯỜNG CHÉO

39

2.5.1 Cơ sở lý thuyết của tứ giác đơn 39

LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

44

2.6.1 Ước tính độ chính xác lưới khống chế thi công công trình dân

dụng –công nghiệp dạng tam giác đo góc

44

2.6.2 Ước tính độ chính xác lưới khống chế thi công công trình dân

dụng –công nghiệp dạng tam giác đo cạnh

46

2.6.3 Ước tính độ chính xác lưới khống chế thi công công trình dân

dụng –công nghiệp dạng tứ giác không đường chéo

THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

57

LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH

57

3.1.2 Nguyên tắc lựa chọn mặt chiếu và múi chiếu trong trắc địa

công trình

58

CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

21 Hình 2.15 Thành lập mạng lưới ô vuông theo phương

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, trên khắp mọi miền của Tổ quốc đang tiến hành xây dựng cơ sở hạ tầng Các công trình dân dung – công nghiệp có quy mô ngày càng lớn, đa dạng Để tiến hành xây dựng cần phải thực hiện một khối lượng công việc trắc địa rất lớn ( khảo sát thiết kế, phục vụ xây lắp công trình…) Công việc đó không những lớn mà còn đòi hỏi cao

về yêu cầu độ chính xác, tiến độ thực hiện Trong đó một phần không thể thiếu là thành lập và xử lý số liệu lưới khống chế thi công công trình

Một thực tế là các tư liệu và quá trình xử lý lưới khống chế thi công công trình còn nhiều bất cập.Trong quá trình thiết kế, thay vì thành lập lưới khống chế thi công trên nền bản đồ địa hình công trình, người ta lại thiết kế trên nền bàn đồ địa hình Quá trình xử lý lưới cũng chưa có một quy định cụ thể

Do đó chúng tôi chọn đề tài “ Khảo sát một số biện pháp nâng cao hiệu

quả thành lập lưới khống chế thi công công trình xây dựng - công nghiệp” nhằm

giải quyết những vấn đề trên

2 Mục đích của đề tài

Có nhiều phương pháp thành lập lưới khống chế thi công công trình xây

dựng - công nghiệp Phương pháp đo mặt đất đã và đang được sử dụng rộng rãi Việc sử lý số liệu thành lập lưới khống chế phụ thuộc vào phương pháp đo, đồ hình lưới Qua đề tài, khảo sát độ chính xác một số phương pháp đo truyền thống

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

3 Nhiệm vụ của đề tài

- Thu thập tài liệu liên quan đến lưới khống chế thi công công trình dân

dụng - công nghiệp

- Thu thập, nghiên cứu các tiêu chuân quy phạm về thi công công trình dân dụng - công nghiệp

- Tổng hợp các kết quả nhận xét và đưa ra kết luận

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Ước tinh độ chính xác lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp theo phương pháp lưới tam giác đo góc, phương pháp lưới tam giác

đo cạnh và phương pháp lưới tứ giác không đường chéo

- Thực nghiệm xử lý, bình sai lưới khống chế thi công công trình Cầu Phải Lại – Hải Dương

5 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp thành lập lưới khống chế thi công công

trình dân dụng - công nghiệp

- Nghiên cứu quá trình xử lý số liệu lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiệp

- Nghiên cứu phép tính chuyển tọa độ phẳng trong trắc địa công trình

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê: thu thập, tổng hợp, xử lý số liệu

- Phương pháp phân tích: sử dụng các phương tiện để phân tích có logic các tư liệu, làm cơ sở để giải quyết vấn đề

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Tìm ra biện pháp thích hợp nâng cao hiệu quả thành lập lưới khống chế thi công công trình dân dụng - công nghiệp sẽ góp phần nâng cao chất lượng công trình

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Khánh (Trường Đại học Mỏ -Địa chất) Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy

hướng dẫn, người đã tận tình chỉ bảo tôi, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận được sự giúp đỡ , đóng góp quý báu từ các thầy cô Khoa Trắc địa trường Đại học Mỏ - Địa chất và các đồng nghiệp Tôi xin chân thành cám ơn

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 3 chương được trình bày trong 100 trang với 18 bảng và 24 hình

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH

1.1 LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT PHẲNG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH

1.1.1 Đặc điểm của lưới khống chế mặt phẳng trắc địa công trình

Trong quá trình thi công công trình không thể thiếu được vai trò của công tác trắc địa Các bản vẽ thiết kế cần được đưa ra thực địa theo đúng vị trí, kích thước Do đó, trong quá trình thi công công trình, người làm công tác trắc địa cần phải nhận biết được thông tin về vị trí, kích thước,kết cấu các chi tiết của công trình để có thể lắp đặt, thi công công trình được chính xác theo đúng thiết

kế

Trên công trường, bên cạnh người làm các công việc về xây dựng, máy móc thiết bị phục vụ cho xây dựng còn có người làm công tác trắc địa, máy móc thiết bị đo đạc Công việc của người làm đo đạc được thực hiện theo từng giai đoạn thi công công trình

Lưới khống chế mặt phẳng trắc địa công trình được thành lập ở các khu công nghiêp, các khu đô thị, công trình cầu, cống, đường hầm, là cơ sở trắc địa cho khảo sát, thiết kế và thi công công trình

Lưới khống chế mặt phẳng trắc địa công trình thường được thành lập dưới dạng lưới tam giác đo góc, tam giác đo góc cạnh kết hợp, đường chuyền kinh vĩ, lưới ô vuông xây dựng…

Yêu cầu độ chính xác của lưới tùy thuộc vào quy mô công trình, yêu cầu nhiệm vụ trong từng giai đoạn khảo sát, thiết kế và thi công và sử dụng công trình

Trong trường hợp đo vẽ bản đồ, cơ sở để ước tính độ chính xác của lưới khống chế trắc địa công trình là yêu cầu về ước tính độ chính xác của lưới đo vẽ Yêu cầu đó là sai số vị trí điểm so với lưới nhà nước và lưới tăng dày không

được vượt quá 0,2 mm nhân với tỷ lệ bản đồ Trên khu vực xây dựng, yêu cầu

này được thể hiện như trong bảng sau:

Bảng 1.1 Mối quan hệ giữa tỷ lệ bản đồ và sai số giới hạn

Lưới khống chế mặt phẳng trắc địa công trình còn nhằm mục đích đảm bảo độ chính xác bố trí công trình, quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình

Vì vậy cần phải xét tới hai trường hợp:

- Yêu cầu độ chính xác của lưới bố trí công trình tương đương với độ chính xác của lưới đo vẽ Trong trường hợp này, lưới khống chế TĐCT được thành lập theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ

- Yêu cầu độ chính xác bố trí công trình cao hơn độ chính xác của lưới đo

vẽ Trường hợp này phải lập lưới chuyên dùng Các điểm của lưới khống chế nhà nước chỉ được dùng làm số liệu gốc cần thiết tối thiểu để nối lưới TĐCT vào hệ thống tọa độ nhà nước

1.1.2 Đặc điểm của lưới khống chế trắc địa trong xây dựng một số loại công trình

Lưới khống chế trắc địa có hình dạng và kích thước phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của thành phố Nếu thành phố có dạng kéo dài thì lưới có dạng chuỗi tam giác đơn hoặc kép Thành phố có dạng trải rộng thì lưới có dạng

đa giác trung tâm Lưới cấp đầu tiên của thành phố có thể là lưới tam giác hạng

II hoặc III, được tăng dày bằng lưới hạng IV hoặc lưới cấp 1,2

1.1.2.2 Khu vực công nghiệp

Lưới khống chế khu vực được thành lập làm 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 có diện

vực nhỏ hơn thì thành lập lưới cục bộ Để bố trí công trình thường thành lập lưới

ô vuông xây dựng

1.1.2.3 Công trình cầu vượt

Cơ sở để thành lập lưới khống chế là yêu cầu về độ chính xác đo chiều dài cầu và độ chính xác vị trí trụ cầu Đồ hình cơ bản của lưới khống chế công trình cầu thường là lưới tứ giác trắc địa đơn hoặc kép Một trong hai cạnh đáy được đo với độ chính xác cỡ 1:200000 đến 1:300000, góc đo với độ chính xác m b = 1 '' ¸ 2 '' Ngày nay, lưới khống chế công trình cầu còn có thể được đo bằng công nghệ định vị vệ tinh GPS

1.1.2.4 Khu vực đầu mối thủy lợi, thủy điện

Trong giai đoạn khảo sát, thiết kế công trình, lưới khống chế phục vụ cho

đo vẽ bản đổ tỷ lệ lớn Vì vậy, có thể sử dụng lưới khống chế nhà nước và phát triển theo hướng thông thường với độ chính xác và mật độ cần thiết

Trong giai đoạn thi công, cần thành lập lưới chuyên dùng nhằm đảm bảo

độ chính xác bố trí công trình Hình dạng của lưới phụ thuộc bào chiều dài, hình dạng của đập, chiều rộng của sông và địa hình hai bên bờ sông

1.1.2.5 Công trình đường hầm

Cơ sở để ước tính độ chính xác cần thiết là sai số trung phương hướng ngang đào thông hầm đối hướng Hình dạng của lưới khống chế trắc địa đường hầm phụ thuộc vào hình dạng đường hầm Đối với một tuyến đường hầm, thường thành lập lưới tam giác, đo cạnh đáy ở hai đầu hoặc chuỗi tam giác đo góc cạnh kết hợp Để chuyển tọa độ và phương vị xuống hầm cần phải có các điểm khống chế ở gần cửa hầm hoặc giếng đứng, giếng nghiêng

1.1.2.6 Công trình độ chính xác cao

Đối với công trình độ chính xác cao có diện tích nhỏ thường thành lập lưới khống chế trắc địa dạng tam giác nhỏ đo cạnh (25 – 50 m) , độ chính xác rất cao (0,1 – 0,5 mm)

1.2 LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH

1.2.1 Mục đích, yêu cầu và độ chính xác

Lưới khống chế độ cao nhà nước hạng I,II,III,IV là cơ sở đô cao thống nhất trên toàn bộ lãnh thổ Các công tác trắc địa công trình dựa vào lưới độ cao phát triển dày đặc Lưới độ cao được thành lập theo nguyên tắc từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp, từ tổng thể đến cục bộ Độ chính xác và mật độ điểm

đô cao của lưới phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác đo vẽ, bố trí công trình Ngoài ra,nó còn phụ thuộc vào độ lớn của khu vực công trình

diện tích từ 50÷500 km2 thành lập lưới hạng II, III, IV

diện tích từ 10÷50 km2 thành lập lưới hạng III, IV

Lưới khống chế độ cao khu công nghiệp và khu vực thành phố có những chỉ tiêu kỹ thuật đặc trưng sau:

Bảng 1.2 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới độ cao

Chiều dài lớn nhất của tuyến

Sai số khép giới hạn tuyến

(L tính theo km)

L

5

(mm)

L

10

(mm)

L

20

học

1.3 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP– DÂN DỤNG

Trong giai đoạn thi công công trình, người làm trắc địa có nhiệm vụ bố trí công trình nhằm chuyển bản thiết kế ra thực địa

Yêu cầu độ chính xác bố trí công trình dựa trên cơ sở hạn sai xây dựng tức dung sai hoàn công công trình so với thiết kế Trong đó dung sai hoàn công công trình bao gồm các thành phần như:

- Sai số thi công ( sai số chế tạo cấu kiện và sai số lắp đặt cấu kiện)

- Sai số bố trí ( sai số của điểm khống chế cơ sở, sai số bố trí trục chính, trục cơ bản, trục chi tiết….0

Sau khi xác định yêu cầu độ chính xác bố trí công trình, có thể dựa vào điều kiện thành lập lưới khống chế thi công và bố trí công trình mà xác lập tỷ số mối quan hệ giữa sai số bố trí và sai số lập lưới khống chế thi công công trình

Từ đó ước tính độ chính xác lập lưới thi công công trình

Lưới khống chế thi công công trình được thành lập để bố trí trục chính, trục cơ bản, trục chi tiết, trục công nghệ… của công trình Ngoài ra, nó còn được làm cơ sở để đo vẽ hoàn công công trình

So với các loại lưới khống chế nói chung thì lưới khống chế thi công công trình có một số đặc điểm khác như sau:

cục bộ, từ độ chính xác thấp tới độ chính xác cao Mỗi bậc lưới phục vụ cho từng quá trình thi công các hạng mục của công trình

trong tiến trình xây dựng nên yêu cầu độ chính xác cũng tăng từ bậc trước đến bậc sau

- Đồ hình và phương pháp thành lập lưới phù hợp với đặc điểm kỹ thuật công trình và thuận tiện cho công tác bố trí, đo vẽ hoàn công công trình

khống chế dày, yêu cầu độ chính xác thường không thuận lợi cho công tác đo ngắm và bảo quản mốc lâu dài Điều kiện thi công chật hẹp, gây khó khăn cho quá trình thi công lập lưới Cũng vì vậy, các cạnh của lưới thường ngắn, đồ hình

lý tưởng khó có thể đạt được Ngoài ra, môi trường và các phương tiện tham gia thi công cũng làm ảnh hưởng đến độ chính xác lập lưới thi công và bố trí công trình

Từ những đặc điểm của lưới khống chế thi công công trình cho thấy tính chất đa dạng của lưới này.Tùy thuộc vào tính chất công trình, điều kiện công trình mà lưới khống chế thi công công trình phải được xây dựng một các linh hoạt, nhằm đáp ứng những yêu cầu khác nhau trong quá trình thi công công trình Vì vậy, lưới khống chế thi công công trình được thành lập theo nguyên tắc sau:

bố trí các hạng mục công trình Từ đó, phải xem xét tỷ lệ giữa độ chính xác lưới khống chế thi công và sai số bố trí chi tiết để ước tính được độ chính xác của lưới khống chế thi công công trình

1.4 PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG

TRÌNH

1.4.1 Thành lập lưới khống chế thi công bằng phương pháp đo mặt đất

Lưới khống chế mặt phẳng được thành lập để phục vụ trực tiếp cho công tác khảo sát thiết kế Nó là cơ sở cho việc đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ, bình

đồ, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang… của công trình Lưới được thành lập chủ yếu bằng phương pháp tam giác đo góc – cạnh hoặc đường chuyền đa giác Trong giai đoạn thi công, lưới còn được dùng để bố trí, lắp đặt các hạng mục, kết cấu của công trình

Phương pháp đo mặt đất là phương pháp truyền thống Các trị đo trong lưới thường là góc, cạnh, chênh cao Đối với lưới mặt bằng, các dạng lưới thường được thành lập là tam giác đo góc – cạnh kết hợp, đường chuyền đa giác

Độ chính xác và hình dạng lưới phụ thuộc chủ yếu vào yêu cầu độ chính xác từng hạng mục công trình Thông thường quy trình thành lập lưới được thực hiện qua năm bước sau:

1.4.1.1 Khảo sát, chọn điểm

- Yêu cầu chung

Việc chọn vị trí xây dựng các điểm mốc của lưới phải thỏa mãn yêu cầu về tính phù hợp với bản vẽ thiết kế, đáp ứng được mục đích và yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế theo thiết kế Ngoài ra, còn phải tính đến mức độ thuận tiện cho việc phát triển xây dựng các cấp lưới tiếp theo

- Đặc điểm chọn điểm khống chế

Tùy từng loại lưới khống chế và yêu cầu độ chính xác Công tác chọn điểm có những đặc điểm khác nhau Khi chọn điểm cần lưu ý đến yêu cầu chi tiết và tổng thể

Với lưới khống chế đo vẽ chi tiết bản đồ tỷ lệ lớn, yêu cầu các điểm khống chế phải dải đều trên toàn bộ khu đo Các điểm cần đặt ở nơi có nền đất vững chắc, ổn định, thuận tiện cho việc chôn mốc, dễ bảo quản để sử dụng lâu dài Ngoài ra, nên có các cặp điểm thông hướng với nhau, có tầm thông bao quát được nhiều địa hình, địa vật, dễ dàng cho việc đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ, bình đồ

Với lưới thi công cần chú ý xây dựng lưới sao cho có ít điểm mốc rơi vào vùng bị phá hủy Lưới dùng chủ yếu để bố trí công trình, nên các điểm mốc thường được đặt gần nhau hoặc trùng với trục chính của công trình

- Kết cấu mốc

Phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác của việc dọi tâm, độ ổn định của lưới, các mốc được chia làm hai loại là mốc bê tông và mốc cột với thiết bị định tâm bắt buộc Mốc bê tông được sử dụng trong trường hợp yêu cầu độ chính xác dọi tâm và độ ổn định của mốc không cao Quy cách và kích thước của mốc phụ thuộc vào cấp hạng lưới

Hình 1.1 Một số mốc có kết cấu bê tông

1.4.1.2 Xác định yêu cầu độ chính xác và số bậc phát triển của lưới

Số bậc lưới phụ thuộc vào quá trình thi công công trình Đầu tiên, xây dựng lưới khống chế tổng thể, mỗi bước thi công công công trình cần xây dựng cấp lưới khống chế tương ứng Độ chính xác của lưới phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác thi công các hạng mục của công trình Ở bước 1 phục vụ việc bố trí tổng thể, lấy độ chính xác cao nhất hạng mục của công trình để thiết kế và ước tính thi công lưới Trong các bước tiếp theo, nếu yêu cầu độ chính xác thi công công trình cao hơn thì cần phát triển thêm bậc lưới tiếp theo có độ chính xác đảm bảo yêu cầu thi công Như vậy, số bậc lưới bằng số lần chuyển lưới từ độ chính xác thấp sang lưới có độ chính sác cao hơn

1.4.1.3 Thiết kế lưới

Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác và đặc điểm địa hình khu đo mà lựa chọn

đồ hình lưới cho phù hợp Theo nội dung công việc, lưới có thể được thành lập dưới dạng đa giác hoặc tam giác

Ước tính độ chính xác của lưới căn cứ vào các trị đo giả định và đồ hình thiết kế tiến hành ước tính độ chính xác của lưới nhằm tìm ra các chỉ tiêu đo đạc hợp lý Từ đó xác định thiết bị máy móc đo và quy trình đo cho phù hợp

1.4.1.4 Tổ chức thi công lưới

Quá trình thi công lưới được thực hiện trên cơ sở phương án kỹ thuật đã được phê duyệt Theo nội dung công việc, quá trình này được chia làm ba công đoạn nhỏ: thi công mốc, kiểm nghiệm và hiệu chỉnh thiết bị máy móc, tổ chức đo đạc

Xây dựng mốc bao gồm việc chôn mốc ngoài thực địa, phát cây thông hướng Kết cấu mốc phải đảm bảo theo đúng thiết kế đã được duyệt Tùy theo

phương án đo, việc phát cây phải đảm bảo đúng tuyến, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

đo đạc

Trước khi đo cần phải kiểm nghiệm và hiệu chỉnh thiết bị nhằm đảm bảo

độ tin cậy của máy móc Cần kiểm tra độ chính xác của bộ phận định tâm, các nguồn sai số do máy, thiết bị bị đi kèm máy

Quá trình đo đạc phải đảm bảo đúng kỹ thuật với số vòng đo, các hạn sai trong quá trình đo Mặt khác cần căn cứ vào thiết kế phải tổ chức đo nối các điểm mới thành lập với các điểm gốc cho phù hợp

1.4.1.5 Tính toán bình sai và lập báo cáo kỹ thuật

Bình sai lưới được chia làm hai giai đoạn: tính khái lược và bình sai chặt chẽ

Trước khi đưa số liệu vào bình sai, cần kiểm tra lại các số liệu đo đạc, bao gồm cả số liệu đo, các số liệu tính toán trong sổ sách, tính một số phép hiệu chỉnh vào kết quả đo, đánh giá kết quả đo

Việc bình sai chặt chẽ được thực hiện bằng phần mềm chuyên dụng hoặc trên máy tính điện tử Tùy theo từng loại lưới khống chế cần chọn phương pháp bình sai lưới phụ thuộc hay lưới tự do một cách hợp lý Sau bình sai, nếu kết quả

đo không đạt yêu cầu độ chính xác cần kiểm tra toàn bộ quá trình đo và có phương án xử lý thích hợp

Cuối cùng, lập báo cáo kỹ thuật xây dựng lưới khống chế Nội dung của phần này nói rõ quá trình thực hiện và biện pháp kỹ thuật áp dụng trong quá trình xây dựng lưới Phần cuối là tổng hợp các công việc và đánh giá kết quả xây dựng lưới

1.4.2 Thành lập lưới khống chế thi công bằng công nghệ GPS

1.4.2.1 Giới thiệu chung về công nghệ GPS

Hình 1.2 Vệ tinh địa tĩnh GPS

Hệ thống định vị về tinh (GPS) bao gồm 3 bộ phận cấu thành đó là:

- Đoạn không gian (Space Segment)

- Đoạn điều khiển (Control Segment)

- Đoạn sử dụng (User Segment)

Đoạn không gian bao gồm 27 vệ tinh hoạt động trên 6 quỹ đạo gần tròn Cách đều nhau và nghiêng 550 so với mặt phẳng xích đạo trái đất, ở độ cao

20183 km Chu kỳ quay của vệ tinh quanh trái đất khoảng 5 giờ Như vậy với cách bố trí này, trong suốt 24 giờ mỗi ngày tại bất kỳ điểm nào trên trái đất đều quan sát được ít nhất 4 vệ tinh Mỗi vệ tinh được trang bị đồng hồ nguyên tử và

biến nhờ các mã C/A và P Trong đó mã C/A là mã thô được dùng cho mục đích

dân sự, mã P (mã chính xác) được dùng cho mục đích quân sự của Mỹ Cả hai sóng còn được điều biến bằng các thông tin đạo hàng bao gồm Ephemerit của vệ tinh, thời gian, số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh

Đoạn điều khiển bao gồm 5 trạm giám sát đặt tại Hawai, Ascension Island, Dieo Gacia, Kwajlein,Colorado Spring Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là điều khiển toàn bộ hoạt động và chức năng của vệ tinh cũng như đồng hồ trên vệ tinh Tất cả các số liệu quan trắc đều được chuyển về trạm trung tâm Colorado

để xử lý sau đó được gửi lại cho vệ tinh trên các sóng tải L1 và L2

Đoạn sử dụng bao gồm tất cả các máy thu GPS Máy thu có cấu tạo căn bản gồm ba bộ phận là Anten, bộ xử lý tín hiệu (CPU) và nguồn điện Các máy thu được dùng trong nhiều lĩnh vực như dẫn đường biển, xác định vị trí điểm trong mạng lưới trắc địa, quan trắc công trình

1.4.2.2 Các phương pháp đo GPS

- Đo GPS tuyệt đối

Khi đo GPS tuyệt đối, máy thu được đặt trên mặt đất để xác định tọa độ điểm trong hệ WGS- 84 Tọa độ được xác định có thể là tọa độ vuông góc không gian (X,Y,Z) hoặc tọa độ trắc địa (B,L,H)

Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là khoảng cách giữa vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội không gian từ các điểm đã biết tọa độ là vệ tinh Yêu cầu của định vị tuyệt đối là phải biết ít nhất tọa độ của 4 vệ tinh tại thời điểm quan sát Nếu số vệ tinh nhiều hơn 4, tọa

độ điểm qua sát sẽ được tính theo nguyên lý số bình phương phỏ nhất

Hình 1.3 Định vị GPS tuyệt đối

- Đo GPS tương đối

Đo GPS tương đối lầ trường hợp sử dụng tí nhất hai máy thu GPS đặt tại hai điểm quan sát khác nhau trong để xác định hiệu tọa độ vuông góc không gian (ΔX,ΔY, ΔZ) hoặc hiệu tọa độ trắc địa (ΔB, ΔL, ΔH) trong hệ tọa độ WGS – 84 Nguyên tắc đo GPS tương đối là thực hiện trên cơ sở sử dụng các đại lượng

đo là pha sóng tải Để đạt được độ chính xác cao cho kết quả đo hiệu tọa độ giữa hai điểm, người ta đã tạo ra và sử dụng những sai phân khác nhau cho pha sóng tải làm giảm ảnh hưởng của các nguồn sai số

Hình 1.4 Định vị GPS tương đối

1.4.2.3Thiết kế lưới GPS

Lưới GPS là một trong những phương pháp xây dựng lưới tọa độ.Khi thiết

kế lưới cần nắm vững quy định kỹ thuật đo GPS để thỏa mãn các yêu cầu về độ chính xác của các yếu tố trắc địa

Việc chọn điểm phải cách xa các đài phát sóng 500m, tại những nơi

Về nguyên tắc, giữa các điểm GPS không cần phải thông hướng với nhau Nhưng để đảm bảo các công tác đo đạc về sau nên chọn ít nhất có 2 điểm thông hướng với nhau

1.4.2.4 Giới thiệu bình sai lưới GPS bằng phần mềm GP Servey 2.35

Phần mềm GP servey được hãng Trimble phát minh có chức năng chuyên

xử lý, bình sai các dạng dữ liệu đo GPS

Sau khi thu tín hiệu GPS, dữ liệu được trút vào máy tính bằng phần mềm chuyên dụng của nhà sản suất máy thu GPS Sử dụng chương trình phần mềm

GP servey 2.35 để xử lý dữ liệu và bình sai.Giao diện chính của phần mềm GPS 2.35 như sau:

Hình 1.5 Giao diện chính phần mềm GP Servey 2.35

Quá trình xử lý được bắt đầu bằng cách tạo Project, điền các thông tin vào Project

Sau đó chọn xử lý cạnh theo trọng số với các kỹ thuật đo khác nhau

Khi đã xử lý cạnh xong, dựa vào các chỉ tiêu Ratio, RMS để đánh giá kết quả xử lý

Kiểm tra chất lượng đo lưới và tính sai số khép hình Sau khi kiểm tra, tất

cả các đại lượng đều đạt yêu cầu thì chuyển sang bình sai lưới

Modul bình sai lưới là Ạdjust Chọn Adjust -> Network Cửa sổ hiện ra như sau

Hình 1.6 Cửa sổ giao diên modul bình sai

Chọn Network Adjustment Module để bắt đầu Trước hết cần cài đặt các thông số cho mạng lưới như: elipsoid quy chiếu, hệ tọa độ, phép chiếu, trọng số trong thuật toán Sau đó mới tiến hành bình sai mạng lưới Quá trình bình sai được lặp lại đến khi đạt yêu cầu độ chính xác Kết quả bình sai là một số chỉ tiêu

và tọa độ của các điểm lưới trong hệ tọa độ WGS-84

1.4.3 Thành lập lưới khống chế thi công công trình bằng phương pháp kết

hợp trị đo mặt đất – GPS

Hiện nay, lưới khống chế thi công thường được thành lập theo hai phương pháp cơ bản là phương pháp đo mặt đất truyền thống và phương pháp GPS Mỗi phương pháp đo có ưu và nhược điểm riêng, đòi hỏi những điều kiện áp dụng nhất định trong quá trình thi công lưới

- Lưới khống chế thi công được thành lập bằng phương pháp mặt đất

Lưới thi công bằng phương pháp đo mặt đất sử dụng thiết bị chủ yếu là máy TĐĐT Máy TĐĐT cho phép đo lưới nhanh, có tầm thông hướng tốt, có thể phù hợp cho bất cứ vùng địa hình nào có tầm thông hướng tốt Tuy nhiên, trong một số trường hợp có địa hình phức tạp Tầm thông hướng không tốt khi áp dụng công nghệ này sẽ gặp trở ngại đáng kể Ngoài ra phải kể đến việc phải lựa chon thời tiết, thời gian đo sao cho thích hợp Điều này có thể dẫn đến việc kéo dài thời gian thi công, gây ảnh hưởng tới tiến độ xây dựng lưới

- Lưới khống chế thi công được thành lập bằng phương pháp đo GPS

Ưu điểm của phương pháp thành lập lưới bằng công nghệ GPS là không đòi hỏi sự thông hướng giữa các điểm trên mặt đất, không bị ảnh hưởng bởi thời gian đo và cho kết quả đo đạt độ chính xác cao

Tuy nhiên, tai các điểm đo cần phải có không gian thoáng, có góc ngưỡng của máy đo tốt Vì vậy tại những khu vực có độ che phủ cao thì phương pháp này không mang lại hiệu quả chất lượng

- Sử dụng kết hợp phương pháp đo mặt đất và đo GPS

Trong quá trình thi công lưới phương pháp này sẽ khắc phục được nhược điểm của phương pháp kia Do đó việc kết hợp hai phương pháp sẽ mang lại hiệu quả cao hơn cả về độ chính xác và thời gian thi công

Chương 2 KHẢO SÁT MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG – CÔNG NGHIỆP

2.1 KHÁI NIỆM CHUNG

2.1.1 Mục đích, yêu cầu của lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệp

Lưới khống chế thi công công trình dân dụng – công nghiệ là cơ sở thi

công các hạng mục của công trình Đối với công trình dân dụng – công nghiệp khi lập lưới cần phải đảm bảo các yêu cầu sau :

- Phù hợp với sự phân bố các bộ phận trong phạm vi công trình

- Thuận tiện cho việc bố trí công trình, đảm bảo độ chính xác bố trí công

trình đạt độ chính xác nhất và ổn định trong quá trình thi công công trình

- Để chuyển các trục chính, trục cơ bản, … của công trinh ra thực địa Vị trí các trục được đánh dấu trên khung định vị, bằng hệ thống dấu trục trên tường hoặc các dấu mốc chôn sát bề mặt đất

- Để đo vẽ hoàn công công trình Trong quá trình thi công luôn phải kiểm tra tính đúng đắn theo bản vẽ thiết kế công trình

2.1.2 Phương pháp ước tính độ chính xác và số bậc phát triển của mạng lưới

Đối với lưới thi công công trình, điều quan trọng là xác định được phương

án phát triển lưới Lưới thi công công trình được dựa hoàn toàn trên các điểm lưới nhà nước hay thành lập lưới dưới dạng cục bộ.Có thể xác định sơ bộ phương

án phát triển lưới bằng cách so sánh độ chính xác của lưới cần phải thiết kế với

độ chính xác lưới nhà nước đã có

Lưới khống chế thi công thường được ước tính chặt chẽ, khi mà các công

cụ máy tính phát triển đã trợ giúp rất nhiều cho con người

Số bậc phát triển lưới được phát triển thông thường được thực hiện theo nguyên tắc từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp Cơ sở để ước tính là sai số bậc lưới cuối cùng, đồng thời phải tính đến sai số số liệu gốc

Sai số tương đối của cạnh bậc lưới thứ i + 1 được tính theo công thức sau :

ïî

ï í

ì

ïî

ï í

ì

ïî

ï í

ì þ ý

ü + þ ý

ü + þ ý

ü

= î

í

ì þ ý ü

+ +

2 1

2 ' 2

2 1

1 1

1 1

đo i i

÷÷

ø

ö çç

è

æ

i

Như vậy, hệ số giảm độ chính xác từ bậc i – 1 đến bậc i cũng phải được thể hiện qua ε

Nếu gọi K là hệ số tăng giảm độ chính xác giữa các bậc lưới thì

Phương pháp tam giác là một phương pháp thông dụng để thành lập lưới khống chế tọa độ mặt bằng Để xác định vị trí mặt bằng các điểm trên mặt đất, ta nối các điểm nay liên kết với nhau tạo thành mạng các tam giác Đồ hình của lưới tam giác thường là chuỗi tam giác, đa giác trung tâm, tứ giác trắc địa…

2.2.1 Tam giác đo góc

- Đồ hình lưới:

phương đo góc là m b và sai số trung phương đo cạnh là m1và m 2

Hình 2.1 Chuỗi tam giác đo góc

- Ước tính độ chính xác chuỗi tam giác đo góc

Gọi sai số trung phương cạnh EF tính theo hướng 1,2 lần lượi là m S1 ,m S2

Sai số chiều dài cạnh EF được tính theo công thức:

2 2

2 1

2

1

S S

S S S

m m

m m m

i

i i i

r

Sai số trung phương phương vị cạnh S được tính theo công thức:

2 2

2 1

2

1

a a

a a a

m m

m m m

theo hướng 1, (n-k) là số góc tính chuyền phương vị theo hướng 2

Sai số tương hỗ vi trí điểm

2 2

2.2.2 Tam giác đo cạnh

1- Chuỗi tam giác đo cạnh

Hình 2.2 Chuỗi tam giác đo cạnh

- Ước tính độ chính xác chuỗi tam giác đo cạnh

Theo phương pháp này, đo tất cả các cạnh trong lưới với sai số trung

số trung phương phương vị là m a01,m a02

Sai số trung phương phương vị cạnh EF

Tính theo hướng 1:

2 2

2 2

3

4 )

EF = + (2.7) Tính theo hướng 2:

2 2

2 2

3

4 )

Trong đó S là chiều dài cạnh trung bình, n là số tam giác trong lưới, k là số

tam giác tính chuyền phương vị theo hướng 1

2- Chuỗi tứ giác giác đo cạnh

Hình 2.3 Chuỗi tứ giác đo cạnh

- Sai số truyền phương vị

1

) 1 (

+ -

D D

D l t

64

1 16 4

Theo trên nếu có giá trị tỷ số

( )2

2 1

1

3 2

) 1

(

3

2 2

2

-+ + -

+ D

+

D

D D D

2 2

2

2 2

2 2

) 1 ( 30 ) 10 6 ( 1

1

) 1 ( 20 ) 69 32 (

1

1

D

D D

D D D

D

D D D

D D D

D

+ -

-

- D

-+ -

-=

2.2.3 Tam giác đo góc – cạnh kết hợp

So với lưới tam giác đo góc hoặc đo cạnh, lưới tam giác đo góc cạnh kết hợp có thể được thiết kế linh hoạt hơn Khi ước tính độ chính xác lưới cần phân biệt hai trường hợp:

- Các yếu tố của lưới có thể được tính theo góc hoặc cạnh đã đo

- Các yếu tố lưới chỉ tính được khi phải dùng cả hai loại trị đo góc và cạnh

Trong trường hợp thứ nhất việc ước tính độ chính xác lưới tam giác đo góc cạnh được tính theo công thức:

2 2

c g

c g gc

m m

m m m

+

= (2.14)

mg là sai số trung phương các yếu tổ chỉ tính theo trị đo góc

m c là sai số trung phương các yếu tố chỉ tính theo trị đo cạnh

Trong trường hợp thứ hai việc ước tính của lưới được tiến hành theo phương pháp tổng quát: lập hàm và tính sai số trung phương của hàm các trị bình sai

2.4 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ĐA GIÁC

2.4.1 Độ chính xác của tuyến đa giác đơn

Đường chuyền (đa giác) đơn giữa hai điểm và hai phương vị gốc, sau khi bình sai, vị trí điểm và phương vị cạnh ở giữa tuyến là yếu nhất

Công thức thường dùng để ước tính sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất:

-D0,i là khoảng cách từ điểm i đến trọng tâm của tuyến

Các công thức trên cho phép tính toán đơn giản và được sử dụng rộng rãi

để ước tính độ chính xác của đường chuyền hơn

Tuy vậy, các công thức (2.16) và (2.16) cho kết quả ước tính với độ chính

trong các công thức đó, chưa xét đến ảnh hưởng của sai số hệ thống trong đo dài, ảnh hưởng sai số của số liệu gốc và chưa để ý đến phương pháp bình sai

2.4.2 Độ chính xác của lưới đa giác có một điểm nút

Sai số vị trí điểm nút và phương vị cạnh ở điểm nút của lưới đường chuyền được tính theo công thức:

ü +

=

+

=

+ +

2 1 2 2

1

2 2

2

k nu k

k nu

m m

M

m m

(2.18)

mnu - Sai số trung phương vị trí điểm nút;

đường chuyền, được tính từ phương vị nút khởi đầu;

mk+1 - Sai số trung phương vị trí điểm thứ k+1 được tính từ

điểm nút khởi đầu

2.4.3 Độ chính xác của lưới đa giác có nhiều điểm nút

Trong lần tính thứ nhất, các tuyến hướng vào một điểm nút được coi là độc lập, xuất phát từ các điểm không có sai số.Tính sai số trung phương vị trí điểm theo mỗi tuyến:

-

Đối với điểm I (Hình 2.4):

Trọng số của yếu tố cần xác định ở điểm I, tính theo các tuyến:

-Đối với điểm II:

Tương tự, sai số trung phương của yếu tố cần xác định ở điểm II, trong lần tính thứ nhất: