Bài giảng Trắc địa: Chương 6 - Đào Hữu Sĩ

Bài giảng Trắc địa: Chương 6 Công tác bố trí công trình cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm về bố trí công trình; Lưới ô vuông xây dựng; Bố trí góc bằng, chiều dài, độ cao; Các phương pháp bố trí điểm; Bố trí đường thẳng và mặt phẳng; Chuyển trục và độ cao lên tầng; Đo vẽ hoàn công công trình (SV tự đọc). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chương 6: CƠNG TÁC BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH GV: Đào Hữu Sĩ Khoa Xây dựng 211 211 NỘI DUNG CHƯƠNG 6: ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ Khái niệm bố trí cơng trình Lưới vng xây dựng Bố trí góc bằng, chiều dài, độ cao Các phương pháp bố trí điểm Bố trí đường thẳng mặt phẳng Chuyển trục độ cao lên tầng Đo vẽ hồn cơng cơng trình (SV tự đọc) 212 212 106 §6.1 KHÁI NIỆM BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH 6.1.1 Định nghĩa Bố trí cơng trình tất cơng tác trắc địa nhằm xác định vị trí mặt độ cao hạng mục cơng trình ngồi thực địa theo thiết kế Cơng tác bố trí cơng trình ngược lại so với đo vẽ đồ Cơ sở hình học để chuyển vẽ thiết kế thực địa trục dọc, trục ngang độ cao mặt quy ước cơng trình Tất kích thước thiết kế xác định tương đối so với trục độ cao 213 213 ❑ Các trục cơng trình ✓ Trục chính: Nếu cơng trình có dạng tuyến trục trục dọc cơng trình Trục tồ nhà trục đối xứng (trục CC, 55) trục tường bao ✓ Trục bản: trục xác định kích thước hình dạng cơng trình (trục AA, EE, 11, 88), trục phận quan trọng cơng trình thường có quan hệ chặt chẽ với ✓ Trục phụ trợ: trục để bố trí phần chi tiết cơng trình (trục BB, 22,…) 214 214 107 6.1.2 Trình tự bố trí cơng trình Bản thiết kế Xây dựng lưới khống chế thực địa Xác định Thiết lập (thể hiện) lưới khống chế Tiến hành T.kế MBXD Trục (chính, phụ, chi tiết) Bố trí (trục chính, bản, phụ) Bố trí: chi tiết, cơng nghệ Đo vẽ hạng mục C.trình xây dựng thực địa Bản vẽ hồn cơng cơng trình 215 215 a) Bố trí lưới khống chế trắc địa (lưới khống chế cơng trình) để làm sở cho việc bố trí cơng trình Lưới khống chế cơng trình có dạng: lưới tam giác, lưới đa giác, lưới đường chuyền, lưới ô vuông, b) Bố trí (bố trí trục chính, trục cơng trình) ➢ Từ lưới khống chế cơng trình → bố trí trục → bố trí trục cơng trình ➢ Sai số cho phép: ÷ cm c) Bố trí chi tiết cơng trình ➢ Dựa vào điểm trục chính, trục để bố trí trục dọc, trục ngang phận công trình đồng thời bố trí điểm chi tiết đặc trưng mặt phẳng theo độ cao thiết kế ➢ Giai đoạn nhằm xác định vị trí tương hỗ yếu tố cơng trình nên u cầu độ xác cao giai đoạn bố trí 216 ➢ Sai số cho phép: ÷ mm 216 108 d) Bố trí cơng nghệ ➢ Cơng tác bố trí giai đoạn nhằm đảm bảo lắp đặt điều chỉnh xác kết cấu xây dựng thiết bị kỹ thuật Giai đoạn yêu cầu độ xác cao bố trí cơng trình ➢ Sai số cho phép: 0.1 ÷ mm Ngược lại với độ xác đo vẽ đồ, bố trí cơng trình độ xác tăng dần từ khống chế đến bố trí điểm chi tiết Tựu chung, bố trí cơng trình bố trí điểm đặc trưng cơng trình Do vậy, cơng tác bố trí cơng trình bao gồm loại cơng tác sau: Bố trí góc bằng, bố trí đoạn thẳng, bố trí độ cao 217 217 §6.2 LƯỚI Ô VUÔNG XÂY DỰNG ➢ Lưới ô vuông xây dựng mạng lưới hình vng hình chữ nhật có chiều dài cạnh 50m, 100m ÷ 400m ➢ Ngồi mục đích phục vụ bố trí cơng trình, lưới vng xây dựng cịn dùng để đo vẽ bình đồ hồn cơng tỷ lệ lớn 1:500 ÷ 1:200 Đặc điểm lưới ô vuông: ✓ Thường tọa độ hệ giả định ✓ Gốc chọn cho tọa độ công trình ln dương ✓ Các cạnh lưới vng phải song song vng góc với trục cơng trình, trục đường giao thơng khu vực xây dựng 218 218 109 Gốc không hợp lý Cạnh không hợp lý Hợp lý 219 Trong khu vực XD rộng lớn có nhiều hệ tọa độ cho cụm cơng trình 219 §6.3 BỐ TRÍ CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN 6.3.1 Bố trí góc ➢ Cần bố trí góc tk = BAC (góc thiết kế) ➢ Ngồi thực địa có trước điểm A hướng AB ➢ Đặt máy kinh vĩ A, định hướng B đặt bàn độ ngang =b, quay ống kính theo chiều kim đồng hồ đến số đọc = b+tk, đóng cọc điểm C1 Đảo kính thao tác tương tự có điểm C2 Vị trí trung bình điểm C1 C2 điểm C cần bố trí, ta góc BAC=tk ➢ Nếu m máy (sai số trung phương đo góc máy) > m tk (sai số trung phương góc thiết kế) góc bố trí lần đầu coi gần đúng, tiến hành đo lại nhiều lần góc để xác định góc 220 220 110 m Từ công thức M =  n  Số lần đo cần thiết n= m2 may m tk ➢ Giả sử bố trí lần đầu điểm C’ ➢ Sau n lần đo ta góc trung bình ’ ≠ tk Ta có  = ’ - tk  số hiệu chỉnh góc cần phải xê dịch để bố trí góc theo thiết kế CC’= d = S.tg ≃ S ”/” ( với S = AC = AC’ ” = 206265) ➢ Từ C’ đặt đoạn d =CC’ vng góc với AC’ hướng tương ứng Ta tìm điểm C cần xác định → Xác định góc BAC = tk 221 221 Giả sử AB có, dựng hướng AC hợp với hướng AB góc BAC=450 theo chiều kim đồng hồ B A 222 111 6.3.2 Bố trí đoạn thẳng Ngồi thực địa có điểm A hướng Ax Trên hướng Ax bố trí đoạn thẳng AB = Stk thiết kế r A x B1 B Theo hướng Ax, từ A ta đặt đoạn = Stk xác định điểm B1, cố định B1 Đo lại đoạn AB1 nhiều lần, tính số hiệu chỉnh (số hiệu chỉnh thước, số hiệu chỉnh độ dốc mặt đất,…) vào kết đo, ta được: AB1 = S1 ≠ Stk Tính đoạn cần dịch chuyển r = Stk - S1 Từ B1 đặt đoạn r phía tương ứng ta tìm B 223 223 6.3.3 Bố trí độ cao Giả sử ngồi thực địa có điểm A độ cao HA Biết độ cao thiết kế điểm B HB Bố trí độ cao B? Đặt máy thủy bình A B ngắm mia A đọc số đọc a  Độ cao tia ngắm Htia ngắm=HA+a Tính số đọc b cần thiết mia đặt B: HA + a = HB +b b = HA + a - HB b = Htia ngắm – HB Xác định B: ✓ Nâng hay hạ mia B đọc số đọc mia B b ta tìm B (chân mia) ✓ Đọc mia dựng B số đọc b’, tính: b = b’-b • Nếu b < 0: đào đoạn tính từ đế mia xuống =b, tìm B 224 • Nếu b > 0: đắp (đóng cọc) nhơ lên đoạn =b, tìm B 224 112 §6.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ ĐIỂM 6.4.1 Phương pháp toạ độ cực Biết toạ độ A(xA, yA); B(xB, yB): có thực địa Toạ độ thiết kế C(xC, yC): điểm cần bố trí ❖ Thiết bị yêu cầu: Máy kinh vĩ + thiết bị đo dài ❖ Tính số liệu bố trí: Từ A, B, C ta tính  S β= AC - AB S= (xC − x A )2 + ( yC − y A )2 A B  S C Trong đó: AB , AC : góc định hướng cạnh AB, AC 225 225 Giả sử A, B có thực địa, cần bố trí điểm C Biết dựa vào số liệu thiết kế tính góc bố trí BAC=450; cạnh bố trí AC=30m Dựng hình xác định C (Biết 30m thực địa tương ứng 3cm vẽ này) B A 226 113 ❖ Tiến hành bố trí: • Đặt máy kính vĩ điểm A định tâm, cân • Ngắm định hướng tới điểm B, đặt bàn độ ngang b (b = ≠ 0) • Quay máy theo chiều kim đồng hồ số đọc bàn độ ngang b+ β, cố định hướng ngắm • Theo hướng ngắm cố định, từ điểm đặt máy A dùng thiết bị đo dài đặt đoạn S, đánh dấu điểm ta điểm C thực địa ❖ Độ xác bố trí C theo phương pháp toạ độ cực (Sai số bố trí điểm):  m   S mC =  mS2 +   "  Trong đó: mS: _ Sai số trung phương bố trí cạnh cực S mβ: _ Sai số trung phương bố trí góc cực (đơn vị ”) ” = 206265” S: _Độ lớn cạnh cực (cạnh bố trí) 227 227 6.4.2 Phương pháp toạ độ vng góc C D ➢ Giả sử cần bố trí điểm N hình vẽ: ➢ Tính số gia toạ độ x, y xAN = XN – XA yAN = YN – YA N ➢ Đặt máy A, định hướng B x y đặt đoạn AM=yAN, Xác định M A  M y B ➢ Dời máy đến đặt M, định hướng B Quay máy góc 2700, hướng vng góc đặt đoạn MN= xAN  ta xác định N Sai số bố trí điểm:  m  2  x mN = my + mx +  ( bố trí theo trục y)   "  m  m = m + m +    y  "    N y x ( bố trí theo trục x) 228 228 114 6.4.3 Phương pháp giao hội góc Phương pháp thường sử dụng bố trí trụ cầu, cơng trình thủy,… điểm cần bố trí xa điểm khống chế trắc địa ➢ Biết toạ độ A(xA, yA); B(xB, yB) toạ độ thiết kế C(xC, yC) C A, B có thực địa → bố trí C ➢ Tính: b a A = AB - AC B = BC - BA B A ➢ Bố trí: A B - Máy A ngắm B mở góc 360 -A - Máy B ngắm A mở góc B - Giao hướng máy điểm C ➢ Độ xác xác định điểm C: mC =  m"  " sin C a2 + b2 Với a = BC; b = AC m: Sai số trung phương bố trí góc A B (coi mA = mB = m) 229 229 Giả sử A, B có thực địa, cần bố trí điểm C PP giao hội góc Biết dựa vào số liệu thiết kế tính góc BAC=3200 (CAB=400), góc ABC=500 Dựng hình xác định C 3200 A B 230 115 6.4.4 Phương pháp giao hội cạnh ➢ Biết toạ độ A(xA, yA); B(xB, yB) toạ độ thiết kế C(xC, yC) SA = (xC − x A )2 + ( yC − y A )2 SB = (xC − xB )2 + ( yC − yB )2 C SA SB A B ➢ Bố trí: Từ A, B dùng thước thép quay cung bán kính tương ứng SA, SB Giao điểm cung trịn C ➢ Độ xác xác định điểm C Trong đó: mS _ Sai số bố trí cạnh SA, SB (coi mSA = mSB =mS) mC =  mS sin C 231 231 6.4.5 Phương pháp giao hội hướng Trong phương pháp vị trí điểm cần bố trí giao hai hướng xác định Thường dùng máy kinh vĩ để tiến hành giao hội hướng 232 232 116 §6.5 BỐ TRÍ ĐOẠN THẲNG VÀ MẶT PHẲNG CĨ ĐỘ ĐỐC THIẾT KẾ 6.5.1 Bố trí đường thẳng có độ dốc thiết kế ➢ Trước hết đường thẳng thiết kế, bố trí điểm: A (đầu) B (cuối) có độ cao đảm bảo độ dốc thiết kế ➢ Đặt máy kinh vĩ thủy bình hình vẽ (sao cho điểm: Máy, A, B thẳng hàng), điều chỉnh tia ngắm số đọc mia A B = a Khi tia ngắm // với đường dốc AB ➢ Để xác định điểm đường dốc AB ta việc đặt điều chỉnh mia cho có số đọc a, mặt đế mia nằm đường thẳng có độ dốc AB 233 233 6.5.2 Bố trí mặt phẳng có độ dốc thiết kế ➢ Trước hết bố trí điểm A, B, C, D độ cao đảm bảo cho mặt phẳng ABCD mặt phẳng độ dốc thiết kế ➢ Đặt máy điều chỉnh ốc cân cho số đọc mia dựng A, B, C, D = b Khi tia ngắm quét thành mặt phẳng có độ dốc thiết kế Tại điểm khác, số đọc mia b đế mia nằm mặt phẳng có độ dốc thiết kế Máy A B D C 234 234 117 §6.6 CHUYỂN TRỤC VÀ ĐỘ CAO LÊN TẦNG 6.6.1 Chuyển trục lên tầng a Chuyển trục máy kinh vĩ ❖ Khi điểm trục tầng không bị che khuất 235 235 ❖ Khi điểm trục tầng bị che khuất: Các điểm trục phải chuyển vị trí cố định Dùng phương pháp giao hội góc, cạnh….để xác định trục tầng 236 236 118 b Chuyển trục máy chiếu đứng 237 237 6.6.2 Chuyển độ cao lên tầng 238 238 119 §6.7 ĐO VẼ HỒN CƠNG Sau xây dựng xong cơng trình cần phải đo đạc xác định vị trí kích thước thực tế ngồi thực địa biểu diễn lên vẽ Việc làm gọi đo vẽ hồn cơng Trong q trình xây dựng, sau kết thúc giai đoạn cần phải tiến hành đo vẽ hồn cơng phần (móng, tầng nhà…) Khi đo vẽ hồn cơng phải dựa vào điểm khống chế trắc địa mặt độ cao Nếu cơng trình riêng biệt dựa vào trục móng hệ thống mốc độ cao thi công Về nguyên tắc, tất số liệu thiết kế xác định lại thực tế Nội dung u cầu đo vẽ hồn cơng cần quan tâm: ✓ Đối với cơng trình ngầm: Phải đo vẽ trước lấp đất Ngoài xác định mặt điểm đặc trưng, cần phải xác định độ cao đáy cơng trình 239 239 ✓ Xác định vị trí trục móng, độ cao lớp móng, độ cao nền… vị trí cấu kiện đúc sẵn lắp ghép… ✓ Hệ thống đường dây dẫn: đo khoảng cách trục cột, độ cao dầm, xà ngang; khoảng cách đến cơng trình gần ✓ Cơng trình dạng tròn: Phải xác định toạ độ tâm bán kính ✓ Đo vẽ đường: Xác định yếu tố đường cong, đo nối đỉnh góc ngoặt đến lưới khống chế trắc địa, vị trí giao điểm giao hệ thống đường… ✓ Đo vẽ quy hoạch mặt đứng: Đo cao bề mặt mặt cắt điểm đặc trưng; độ cao vỉa hè, chỗ giao nhau, nơi thay đổi độ dốc mặt đường, lịng đường, đáy rãnh nước,… ✓ Trên sở đo vẽ, lập bình đồ hồn cơng biểu diễn điểm khống chế trắc địa, công trình dân dụng cơng nghiệp, hệ thống đường sá, cơng trình ngầm, đường điện,… Thể vẽ đồ địa hình 240 240 120 PHỤ LỤC HÌNH MINH HỌA Mốc khống chế 241 241 Lưới khống chế cơng trình mặt xây dựng (Trích phụ lục A – TCVN 9398:2012) 242 242 121 243 243 Gửi điểm 244 244 122 Chỉnh cột thẳng đứng máy kinh vĩ 245 245 SA C =7 4m Bài tập 1: Với điểm A, B, C thiết kế, số liệu cho hình bên Ngồi thực địa có điểm A B a Để bố trí điểm C ngồi thực địa áp dụng phương pháp nào? b Hỏi độ xác bố trí điểm C (còn gọi sai số trung phương xác định điểm C) ứng với phương pháp bố trí điểm C Biết sai số bố trí cạnh góc cho sau: mSAC = mSBC = mS = ±7 cm mβA= mβB= mβ= ±1,5’ c Từ kết câu b, chọn phương pháp bố trí thõa mãn điều kiện mC ≤ ±5 cm C A =46 30’ A = =90 00’ C = SB C = 78 m =43 30’ B = B 246 246 123 Bài tập 2: Trên thiết kế có điểm A, B, C số liệu thiết kế: khoảng cách ngang AC = BC = 75m, góc đỉnh C (góc BAC) =650 Biết điểm A B có thực địa Nếu có thiết bị đo chiều dài bố trí điểm C thực địa phương pháp nào? Nêu tên phương pháp tính sai số bố trí điểm ứng với phương pháp Biết sai số tương đối bố trí đoạn thẳng 1/T=1/2000 247 247 Bài tập 3: Dùng máy thủy bình, mia thước thép để đo tính chuyển độ cao từ điểm A mặt đất lên điểm B tầng hình vẽ Biết số đọc mia S=1500mm, T=1230mm; thước thép d=550mm, c=4555mm độ cao điểm A HA=2m (điểm A khơng có sai số) 1.1 Tính độ cao điểm B (HB)? 1.2 Tính sai số trung phương xác định độ cao điểm B Biết sai số trung phương đọc mia, đọc thước thép ±1mm 248 248 124 ... A, B có thực địa → bố trí C ➢ Tính: b a A = AB - AC B = BC - BA B A ➢ Bố trí: A B - Máy A ngắm B mở góc 360 -? ??A - Máy B ngắm A mở góc B - Giao hướng máy điểm C ➢ Độ xác xác định điểm C:... phương pháp giao hội góc, cạnh….để xác định trục tầng 2 36 2 36 118 b Chuyển trục máy chiếu đứng 237 237 6. 6.2 Chuyển độ cao lên tầng 238 238 119 ? ?6. 7 ĐO VẼ HỒN CƠNG Sau xây dựng xong cơng trình cần... cm C A = 46 30’ A = =90 00’ C = SB C = 78 m =43 30’ B = B 2 46 2 46 123 Bài tập 2: Trên thiết kế có điểm A, B, C số liệu thiết kế: khoảng cách ngang AC = BC = 75m, góc đỉnh C (góc BAC) =65 0 Biết