HD TTTĐ 26 11

MỤC LỤC Phần GIỚI THIỆU VỀ DỤNG CỤ TRẮC ĐỊA 3 Chương Dụng cụ đo góc 1.1 Máy toàn đạc điện tử - cấu tạo, phân loại 1.1.1 Giới thiệu chung máy toàn đạc điện tử (Total station) 1.1.2 Cấu tạo thao tác máy toàn đạc điện tử 1.2 Máy kinh vĩ điện tử - cấu tạo, phân loại 1.2.1 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử 1.2.2 Các phận máy kinh vĩ 10 1.3 Sử dụng máy kinh vĩ trạm đo 12 1.3.1 Phương pháp định tâm cân máy kinh vĩ điện tử 12 1.3.2 Ngắm chuẩn mục tiêu 13 1.3.3 Đặt giá trị cho hướng khởi đầu Error! Bookmark not defined 1.4 Kiểm nghiệm điều kiện máy kinh vĩ điện tử 15 1.4.1 Kiểm nghiệm sai số ngắm chuẩn 2C 15 1.4.2 Kiểm nghiệm sai số tiêu MO (hoặc MZ) bàn độ đứng 16 Chương Dụng cụ đo dài 18 2.1 Dụng cụ đo dài trực tiếp 18 2.2 Dụng cụ đo dài gián tiếp 19 2.3 Kiểm nghiệm hệ số đo dài K máy đo dài gián tiếp 21 Chương Dụng cụ đo độ cao 24 3.1 Máy thuỷ bình mia thuỷ chuẩn 24 3.1.1 Giới thiệu máy thủy bình cách sử dụng 24 3.2 Sử dụng máy thuỷ bình đọc số đọc mia 26 3.2.1 Hướng dẫn cách dựng máy lắp máy thủy bình lên chân 26 3.2.2 Cách cân máy thủy bình 27 3.3 Kiểm nghiệm sai số góc i' – điều kiện hình học máy máy 31 Phần CÔNG TÁC ĐO ĐẠC CƠ BẢN TRONG TRẮC ĐỊA 33 Chương Đo góc ngang góc đứng 33 4.1 Hướng dẫn đo góc ngang góc đứng 33 4.1.1 Đo góc 33 4.1.2 Đo góc đứng góc thiên đỉnh 38 Chương Đo chiều dài 40 5.1 Đo chiều dài trực tiếp thước thép 40 5.1.1 Dụng cụ đo 40 5.1.2 Đánh dấu điểm 40 5.1.3 Tiêu ngắm 40 5.1.4 Nội dung phương pháp đo chiều dài thước thép 41 5.2 Đo gián tiếp chiều dài máy đo dài quang học (đo dài quang học) 44 5.3 Đo chiều dài máy điện tử 46 5.3.1 Nguyên lý chung 46 5.3.2 Nội dung đo gián tiếp chiều dài máy đo dài điện tử 48 Chương Đo độ cao 51 6.1 Đo cao hình học theo tuyến khép kín 51 6.1.1 Hướng dẫn trình tự đo trạm đo thuỷ chuẩn 51 6.1.2 Xử lý kết đo 52 6.2 Đo cao lượng giác 56 Phần CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 57 Chương Cơng tác trắc địa bố trí cơng trình 57 7.1 Bố trí yếu tố thực địa 57 7.1.1 Bố trí góc 57 7.1.2 Bố trí đoạn thẳng (chuyển d0 ngồi thực địa) 58 7.1.3 Bố trí độ cao (chuyển Htk thực địa) 58 7.2 Bố trí điểm mặt thực địa 60 7.2.1 Phương pháp toạ độ cực 60 7.2.2 Phương pháp giao hội góc thuận 61 7.2.3 Phương pháp giao hội cạnh 62 7.2.4 Phương pháp giao hội hướng chuẩn, dóng hướng đặt khoảng cách: 62 7.2.5 Phương pháp toạ độ vng góc 63 7.3 Chuyển độ cao thi công lên sàn công tác 64 7.4 Chuyển trục lên cao 66 7.5 Dựng cột thẳng đứng 71 7.6 Công tác trắc địa bố trí tuyến đường 72 7.6.1 Bố trí điểm đường cong tròn 72 7.6.2 Bố trí chi tiết đường cong trịn 73 Phần GIỚI THIỆU VỀ DỤNG CỤ TRẮC ĐỊA Chương Dụng cụ đo góc 1.1 Máy tồn đạc điện tử - cấu tạo, phân loại 1.1.1 Giới thiệu chung máy toàn đạc điện tử (Total station) Máy toàn đạc điện tử tiếng Anh Total Station thiết bị chuyên dụng ngành trắc địa Máy toàn đạc dùng để thiết lập trị đo vật lý bao gồm khoảng cách góc Cấu tạo máy tồn đạc tương đối giống với máy kinh vĩ có tích hợp với máy đo dài điện quang thiết kế dựa nguyên lý số học điện tử biểu thị kết hình LCD Bàn phím đơn giản hoạt động dễ dàng với MENU hiển thị, phần hiển thị bàn phím có hai mặt máy Tính linh hoạt cao, dễ dàng vận chuyển Bộ nhớ ngồi lưu trữ khoảng 10.000 điểm liệu Máy hoạt động nhiều liên tục Cơng dụng: Máy tồn đạc đo đạc nhiều yếu tố với phương pháp đo linh hoạt, độ xác cao như: Xác định độ cao gián tiếp (REM); đo lưu tọa độ; đo gián tiếp khoảng cách; đo gián tiếp góc; tính diện tích vùng đo; đo khoảng cách hai gương (MLM); đặt góc phương vị; đo gián tiếp từ khoảng cách; bố trí đường thẳng; đo giao hội nghịch; bố trí điểm, khoảng cách thực địa; chiếu điểm, đo hiệu chỉnh đường chuyền; đo vẽ đồ địa hình; thành lập lưới khống chế mặt bằng; triển khai vẽ thiết kế trường; truyền toạ độ từ mặt sở lên tầng; kiểm tra kích thước hình học nhà; kiểm tra độ nghiêng nhà, độ phẳng tường Sơ đồ khối tổng quát máy toàn đạc điện tử: Tên gọi chức khối sau: Khối EDM (Electronic Distance Meter) - Máy đo xa điện tử: Thực việc tự động đo khoảng cách từ điểm đặt máy đến gương (hoặc bề mặt phản xạ) Khối DT (Digital Theodolite) - Máy kinh vĩ số: Thực tự động q trình đo goac ngang góc đứng Kết đo góc thực dạng số hình máy chuyển vào bọ vi xử lí máy tồn đạc điện tử Khối CPU (khối xử lí trung tâm): Xử lí số liệu đo cạnh đo góc để tính tồn đại lượng cần thiết; Thực chức giao tiếp máy toàn đạc điện tử với máy tính ngược lại; Thực chức quản lí liệu 1.1.2 Đặc điểm chương trình máy tồn đạc điện tử Chống nước chống bụi: Máy áp dụng IP66 tiêu chuẩn quốc tế IEC60529 Máy nhẹ: Toàn máy pin sạc đế nặng có kg Màn hình rộng sáng, nhìn rõ điều kiện thực địa Pin loại Lithium Ion hoạt động làm việc liên tục Hệ thống đo cạnh cải tiến mạnh mẽ với gương đơn đo tới 4000m - 5000m với độ xác đạt 2mm+2ppm x D Bộ nhớ lớn: máy lưu trữ tới 10000 điểm với 10 job công việc khác Bàn phím cải tiến gồm 27 phím để người sử dụng dễ dàng thao tác Bộ lắc tự động: Tự động hiệu chỉnh độ nghiêng hai trục vịng 6’’ cải cho giá trị góc đọc Bộ phận điều khiển từ xa sử dụng cho máy toàn đạc điện tử giúp cho thao tác đo đạc nhập liệu nhanh chóng thuận tiện Bộ nhớ ngồi: Các máy tồn đạc điện tử trang bị cổng USB, SDCard giúp tăng cường nhớ không giới hạn theo dung lượng mà người sử dụng muốn Máy cài sẵn chương trình đo sau đây: (REM): Đo cao gián tiếp (MLM): Xác định khoảng cách điểm (TRAVERSE): Đo hiệu chỉnh đường truyền (RESECTION): Đo giao hội nghịch (COOR): Đo lưu tọa độ (S-O): Xác định điểm thiết kế thực địa (AREA): Đo xác định diện tích bền mặt (OFFSET): Đo bù khoảng cách hay đo bù góc (S-O ARC): Xác định đường cong ngồi thực địa (S-O Line): Xác định đường thẳng thực địa (Point _ Projection): Đo hình chiếu điểm Cấu tạo bên máy Quai xách Ốc hãm quai xách Cổng đưa số liệu vào máy Dấu chiều cao máy Nắp ác qui Mặt điều khiển Khoá đế máy Mặt đế Ốc cân máy 10 Ốc chỉnh bọt nước tròn 11 Bọt nước trịn 12 Bộ thị 13 Kính vật 14 Khe cắm địa bàn ống 15 Vòng chỉnh tiêu cự doị tâm 16 Nắp lưới dọi tâm 17 Thị kính dọi tâm 18 Khố bàn độ ngang 19 Khoá vi độ bàn độ ngang 20 Ổ cắm số liệu vào 21 Ổ cắm điện 22 Bọt nước dài 23 Ốc chỉnh bọt nước dài 24 Khoá bàn độ đứng 25 Vi động bàn độ đứng 26 Thị kính ống ngắm 27 Vịng điều quang 28 Ống ngắm khái lược 29 Tâm máy Hình 1.1 cấu tạo máy toàn đạc điện tử Cấu tạo điều khiển: Hình 1.2 Bộ điều khiển Trên điều khiển có phím sau đây: - ON: Phím mở máy - Phím tắt mở đèn; kết hợp với ON để tắt máy - F1- F4: Bốn phím mềm để chọn chức làm việc - FUNC: Chuyển trang hình chế độ MEAS - BS: Xố kí tự bên trái - ESC: Xố số liệu đưa vào, trở hình trước - SF: Chọn chữ in thường - Ghi nhận giá trị đưa vào (ENT) Hiện nay, thị trường có nhiều hãng sản xuất máy toàn đạc điện tử với kiểu dáng, mẫu mã khác Các máy toàn đạc điện tử sử dụng nhiều công tác trắc địa có hiệu cao Tuy nhiên, mơn Trắc địa trang bị máy toàn đạc điện tử máy kinh vĩ điện tử Vì vậy, tài liệu tập chung vào giới thiệu cấu tạo, chức thao tác máy kinh vĩ điện tử nhằm phục vụ trực tiếp môn học thực tập trắc địa ngành Trường 1.2 Máy kinh vĩ điện tử - cấu tạo, phân loại Máy kinh vĩ điện tử dụng cụ trắc địa, dùng để đo góc ngang góc đứng ngồi thực địa Trong số trường hợp, máy kinh vĩ điện tử dùng để đo khoảng cách nhờ dây thị cự Máy kinh vĩ điện tử loại máy phát triển từ máy kinh vĩ quang Cơ nguyên lý máy kinh vĩ điện tử thực chức máy kinh vĩ quang cơ, khác máy kinh vĩ điện tử có thêm phận điện tử cho phép số đọc kết đo hiển thị lên hình LCD thay phải đọc trực tiếp Máy kinh vĩ điện tử ứng dụng hệ thống quang học tăng dần vào phương pháp đo góc kỹ thuật số Máy thực việc đo đạc, tính tốn, hiển thị lưu nhớ, v.v… phương tiện ngành cơng nghệ máy tính Máy thể đồng thời giá trị góc ngang góc đứng Ngồi ra, góc đứng chuyển thành góc thiên đỉnh độ dốc (%), v.v… Máy kinh vĩ điện tử sử dụng ngành xây dựng dân dụng, giao thông thủy lợi, đường sắt, đường cao tốc, cầu đường, kỹ nghệ thăm dị khai thác nước khống sản, lắp đặt thiết bị lớn 1.2.1 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử a Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử Hình 1.3 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử Các phím chức máy kinh vĩ điện tử STT Phím Chức Phím mở tắt máy SHIFT Chọn chức thứ hai phím HOLD Giữ nguyên giá trị góc ngang đo 0SET Cài đặt góc ngang 0: 00’ 00” V% Chọn góc thiên đỉnh góc % R/L Chọn góc ngang bên trái bên phải b Các trục máy kinh vĩ điện tử - Trục đứng VV (Vertical) trục quay máy - Trục ngắm CC (Collimation) ống kính - Trục HH (Horizontal) trục quay ống kính - Trục cân LL (Level) ống thủy dài Điều kiện hình học hệ trục là: - VV vng góc với HH - VV vng góc với LL - CC vng góc với HH 1.2.2 Các phận máy kinh vĩ a Ống ngắm Hình 1.4 Ống ngắm máy kinh vĩ 1- Ống trụ 5- Lăng kính điều quang 2- Kính vật 6- Màng chữ thập 3- Vịng điều quang 7- Kính mắt 4- Ống trụ b Lưới chữ thập Hình 1.5 Một số kiểu lưới chữ thập c Ống thuỷ dài 1- Ống thủy tinh hình trụ cong bịt kín 2- Bọt nước 3- Hộp kim loại hình trụ 4- Ống điều chỉnh 5- Ốc để điều chỉnh bọt nước Hình 1.6 Ống thủy dài 10 7.2.2 Phương pháp giao hội góc thuận Bản chất phương pháp đồng thời dựng góc β1, β2 máy kinh vĩ đặt hai điểm A B biết (hình 7.2) Điểm P xác định thông qua điểm gốc A B dựa vào yếu tố bố trí góc β1, β2 Khi tính tốn thiết kế, góc giao d5 hội góc phương vị định hướng dạng tổng quát α1−2 cạnh xác định theo cơng thức tốn trắc địa ngược dựa vào toạ độ điểm A, điểm B toạ độ thiết kế điểm P theo công thức : B β d d A β1 = αAB - αAP ; β2 = αBP - αBA ; Hình 7.2 Phương pháp giao hội y − y1 góc thuận tgα1−2 = ΤΚ x2 − x1 Dụng cụ: Máy kinh vĩ máy toàn đạc điện tử Cách bố trí ngồi thực địa: Bước 1: Đặt đồng thời hai máy kinh vỹ hai điểm gốc A B, định tâm cân máy, Bước 2: Xác định hướng chuẩn Người đứng máy A ngắm tiêu nhỏ dựng tạ B, người đứng máy B ngắm tiêu nhỏ dựng A ta xác định hướng chuẩn tương ứng AB BA Bước 3: Hai người đứng máy bố trí góc tương ứng hai đỉnh góc Đánh dấu cố định điểm P giao điểm hai hướng AP BP Bước 4: Hai người đứng máy điều khiển hai người cầm tiêu sau cho hai máy nhìn thấy tiêu lúc vị trí điểm P (giao điểm hai hướng AP BP) Độ xác xác định vị trí điểm P phụ thuộc vào sai số dựng góc, vào giá trị góc giao hội γ vào khoảng cách S Điểm P xác định với độ xác cao γ gần 900 thấp góc γ nhỏ, gần với 00 1800 Phương pháp giao hội góc thuận ứng dụng rộng rãi bố trí điểm cơng trình nằm cách xa điểm gốc, đặc biệt khơng có thiết bị đo dài điện tử mà lại phải đặt khoảng cách qua chướng ngại đầm lầy, hồ nước bố trí tâm mố trụ cầu Để nâng cao độ xác phương pháp dùng máy kinh vĩ đo lại góc tam giác, điều chỉnh sai số khép tam giác cho góc đo, tính toạ độ điểm P, so sánh với toạ độ thiết kế ta độ lệch Δx, Δy, từ điều chỉnh, xê dịch điểm P vị trí xác Khi đó, phương pháp gọi phương pháp tam giác khép kín 61 7.2.3 Phương pháp giao hội cạnh P Trong phương pháp này, vị trí điểm P cần tìm giao điểm hai khoảng cách S1 S2 (giao điểm ST β hai cung trịn tâm A, B với bán kính S1 S2) K Điểm P xác định dựa vào điểm gốc A B, yếu tố bố trí S1 S2 Yếu tố bố trí xác định thơng qua tốn ngược trắc địa Hình 7.3 Phương pháp Dụng cụ: Thước thép dụng cụ đo dài giao hội cạnh Bố trí ngồi thực địa: Hai người đồng thời đặt thước thép đặt đầu “0” A B, lấy A B làm tâm quay thước thép theo cung bán kính tương ứng S1 S2 từ điểm gốc A B Giao hai cung trịn vị trí điểm P cần tìm Độ xác phương pháp phụ thuộc vào giao hội sai số đặt khoảng cách S1, S2 Phương pháp giao hội cạnh áp dụng điểm cần bố trí gần điểm khống chế trắc địa, địa hình quang đãng, phẳng bán kính giao hội ngắn chiều dài đoạn thước sử dụng 7.2.4 Phương pháp giao hội hướng chuẩn, dóng hướng đặt khoảng cách: Phương pháp giao hội hướng chuẩn Được áp dụng phổ biến thi cơng phần móng cơng trình dựa vào dấu trục đánh dấu nằm phạm vi thi cơng tạo thành hướng chuẩn vng góc với Điểm P1 cần bố trí nằm giao điểm hai trục B-B’ 1-1’(hình 9.11) Nếu quy mơ cơng trình khơng lớn nhà gia đình hướng chuẩn sợi dây cước căng hai điểm dấu trục Đối với cơng trình lớn hướng chuẩn tạo nên hai máy kinh vĩ đặt điểm gốc hướng tới tiêu ngắm đặt 1’ đặt B hướng tới B’ Điểm P1 đánh dấu cố định cọc gỗ có đinh mũ giao điểm hai sợi dây hay hai tia ngắm, tức trùng với dây đứng hay tâm lưới hai máy kinh vĩ Dóng hướng đặt khoảng cách: Α 62 Là đặt khoảng cách thiết kế theo trục hướng trục tạo nên máy kinh vĩ tiêu đo định tâm hai đầu trục Các điểm Pi cần bố trí nằm thẳng hàng hướng chuẩn trục B-B’ Dóng hướng BB’ (Đặt máy kinh vĩ điểm gốc B ngắm tiêu đặt B’) Đặt khoảng cách bước cột Si hướng chuẩn đánh dấu điểm tim cột Pi β S1 P B’ S2 B 1’ β A Hình 7.4 Phương pháp giao hội hướng chuẩn Độ xác phương pháp giao hội hướng chuẩn chủ yếu phụ thuộc vào độ xác dựng hướng chuẩn 7.1.5 Phương pháp toạ độ vng góc Được áp dụng chủ yếu mặt xây dựng có lưới ô vuông Điểm C bố trí theo số gia toạ độ Δx Δy so với điểm gần lưới vng (điểm A) Dóng hướng chuẩn AB lưới ô vuông, đặt khoảng cách lớn (Δy) , đánh dấu điểm V Tại điểm V, ta định tâm máy kinh vỹ, bố trí góc 900 đặt khoảng cách nhỏ (Δx) hướng vng góc vừa dựng, ta đánh dấu cố định điểm P S2 S3 ` S1 S4 B P1 Hình 7.5 Phương pháp tọa độ vng góc Để hạn chế sai số dựng góc vng, cần tn thủ trình tự đặt số gia lớn trước theo cạnh lưới ô vuông, sau đặt số gia nhỏ theo đường vng 63 góc vừa dựng Trong phạm vi 100m, độ xác xác định điểm C khơng vượt q 2cm Ngồi ra, phương pháp đường vng góc cịn áp dụng hiệu trục cơng trình vng góc với (Hình 7.6) Sau điểm Pi bố trí theo phương pháp dóng hướng Tại Pi bố trí góc vng đặt khoảng cách lTK ta đánh dấu điểm Qi Ki Trước thi công ta cần kiểm tra lại điều kiện thẳng hàng kích thước bước cột để nâng cao độ xác cơng tác bố trí C B’ S2 P1 B P4 Δx A 1’ S1 P Δy lTK V 4’ Q2 P2 Q1 S3 P3 K1 Hình 7.6 Phương pháp tọa độ vng góc Khi bố trí cơng trình dạng tuyến đường giao thơng, sau bố trí điểm trục tim đường, người ta thường chọn phương pháp tọa độ vng góc để bố trí điểm nằm giới đường đỏ (mép đường, mép vỉ hè), nằm hướng vng góc với trục tim đường cách tim đường khoảng cách nằm ngang đún nửa độ rộng mặt cắt ngang tuyến đường 7.3 Chuyển độ cao thi công lên sàn công tác Để truyền độ cao lên tầng thi cơng người ta dùng cách: Máy thuỷ bình mia theo đường cầu thang truyền độ cao lên tầng thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng Trong xây dựng nhà cao tầng nay, biện pháp thông dụng chắn thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng Sơ đồ chuyền độ cao lên tầng thể hình 7.7 đây: 64 Hình 7.7 Truyền độ cao lên tầng Theo sơ đồ cần sử dụng máy thuỷ bình đặt mặt gốc (hoặc mức sàn đó) đặt sàn tầng thứ i cần phải chuyển độ cao lên Thước thép treo thẳng đứng kéo căng, để hạn chế rung động thước thép tác động gió, chọn vị trí khuất gió phía cơng trình để thả thước thép treo Các vị trí buồng thang máy, giếng trời, khe cầu thang Trong điều kiện thiếu ánh sáng chiếu sáng mia thước thép đèn pin Đặt máy thuỷ bình thứ mặt sàn gốc, đọc số mia dựng điểm mốc độ cao R a1 thước thép treo b1 Máy thuỷ bình thứ hai đọc số thước thép treo b2 mia dựng điểm cần chuyển độ cao (M) tầng thứ i a2.Vậy độ cao (HM) tầng thứ i xác định theo công thức: HM= HR + a1 + (b1 - b2) - a2 Tương tự cần chuyển thêm điểm độ cao lên tầng thi công thứ i Để tạo điều kiện kiểm tra nâng cao độ xác thuận lợi cho việc chuyển độ cao lên tầng Trong trình đo cần đặt máy thuỷ bình mia thước thép để loại trừ sai số trục ngắm không song với trục ống thuỷ dài Sai số cho phép việc truyền độ cao lên tầng phụ thuộc vào chiều cao tầng cần chuyền độ cao Theo kinh nghiệm Nhật sai số cho phép việc truyền độ cao quy định sau: Độ cao cơng trình H 15 m 615mm 65 Đo kiểm tra độ cao điểm: Việc truyềnđộ cao đến điểm mặt sàn thi công thứ i từ hai điểm mốc độ cao riêng biệt mặt sàn gốc (hoặc mức sàn đó) thuận lợi cho việc kiểm tra phát loại bỏ sai số thơ, tính tốn bình sai nâng cao độ xác 7.4 Chuyển trục lên cao Chuyển trục lên tầng cao thực chất chuyển điểm đặc trưng cơng trình lên cao chuyển toạ độ điểm đặc trưng cơng trình Để chuyển tọa độ từ mặt sở lên mặt lắp ráp cao sử dụng phương pháp: - Sử dụng máy kinh vĩ nhà nhỏ tầng; - Sử dụng máy chiếu đứng; phương pháp tọa độ máy tồn đạc điện tử; - Sử dụng cơng nghệ GPS Việc chuyển tọa độ từ mặt sở lên mặt lắp ráp phải thực từ ba điểm tạo thành góc vng đường thẳng để kiểm tra kết chuyển tọa độ Nếu Đơn vị thi cơng có máy kinh vĩ điện tử kính ngắm vng góc sử dụng chúng máy chiếu đứng để chuyển tọa độ từ mặt sơ lên mặt lắp ráp cao Ta phải truyền toạ độ từ mặt sở lên tầng tầng đơn vị thi công lập xong mặt ván khuôn để chuẩn bị đổ bê tông sàn Công tác Trắc địa phải tiến hành xác định rõ vị trí đường biên theo thiết kế mặt sàn, vị trí lỗ phục vụ cho việc chiếu chuyển điểm lưới bố trí lên tầng, vị trí tất phận ngầm khác cần lắp đặt trước đổ bê tông sàn Quá trình xác định vị trí tiến hành máy kinh vĩ, máy toàn đạc điện tử chiếu sơ máy chiếu đứng với độ xác cm Sau đổ bê tơng, cơng việc chuyển điểm lưới bố trí bên thực lại quy trình thao tác chặt chẽ theo phương án sau: *.Truyền toạ độ lên cao máy kinh vĩ với nhà có số tầng