2.2.1. Nội dung phơng pháp
Giả sử có điểm A đã đợc thành lập ở mặt sàn tầng 1. Thông qua ô chiếu điểm trên trần ngăn, tiến hành thả một quả dọi có đủ độ chính xác đợc treo trên giá và chỉnh cho đỉnh quả dọi trùng với điểm A. Dùng một thanh thớc cố định vào hố chiếu và tiếp xúc vào dây dọi sẽ đánh dấu đợc các vị trí a và b
trên mặt hố chiếu. Xoay thớc đi 90o, lại cho thớc tiếp xúc với dây dọi tơng tự ta sẽ đánh dấu đợc điểm c và d. Giao của các đờng ab và cd chính là hình chiếu điểm trục A lên trần ngăn.
Hình 2-1 Chuyển trục công trình theo phơng pháp dây dọi 2.2. 2. Độ chính xác
Độ chính xác của công tác chuyển trục công trình theo phơng thẳng đứng nhờ dây dọi vào khoảng 1/1000 chiều cao chuyển trục.
2.2. 3. Ưu - nhợc điểm
Phơng pháp này hiện nay rất ít đợc áp dụng mặc dù dễ thực hiện. Mặt khác khi chiều cao lớn và có gió mạnh thì việc ứng dụng phơng pháp này sẽ gặp nhiều khó khăn. Để nâng cao độ chính xác có thể sử dụng quả dọi nặng và chọn thời điểm thao tác vào lúc lặng gió. Thông thờng ngời ta chỉ sử dụng ph- ơng pháp này để kiểm tra độ thẳng đứng của các kết xây dựng trong phạm vi từng tầng.
2.3. Phơng pháp sử dụng máy kinh vĩ2.3.1. Nội dung phơng pháp 2.3.1. Nội dung phơng pháp
A a c b d Ô chiếu Quả dọi Mốc trục trên sàn gốc
Phơng pháp này thờng đợc gọi là phơng pháp chiếu thẳng đứng bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ. Để truyền toạ độ bằng máy kinh vĩ lên các tầng việc đầu tiên l phải gửi các điểm đầu trục ra ngo i. Khoảng cách từμ μ
điểm gửi đến chân công trình tốt nhất nên chọn xấp xỉ bằng chiều cao của nó, để góc đứng < 45o. Quá trình gửi điểm đ ợc tiến h nh bằng máy kinh vĩ v− μ μ
th ớc thép dựa v o các điểm l ới khống chế bên trong. Các điểm gửi đ ợc− μ − −
đánh dấu cẩn thận đổ bê tông v gắn dấu mốc để bảo quản cho quá trình sửμ
dụng sau n y. Thông th ờng các điểm trục th ờng đ ợc gửi lệch so với trụcμ − − −
một khoảng từ 50cm đến 80cm để tiện cho quá trình thực hiện v thi công.μ
Sau khi đã gửi các điểm đầu trục ra ngo i ta tiến hành truyền toạ độ.μ
Máy kinh vĩ đợc đặt tại các điểm gửi và đợc định tâm, cân bằng cẩn thận. Sau đó dùng chỉ đứng giữa ngắm vào điểm dấu trục ở tờng bao rồi cố định trục quay máy, nâng ống kính lên đánh dấu trục vào chân tờng tầng 1. Tiếp tục nâng ống kính lên đánh dấu trục lên tờng ở mặt sàn cần chuyển lới ở phía trên bằng hai vị trí bàn độ. Sau khi thực hiện việc chiếu điểm theo hai phơng vuông góc với nhau ở mặt bằng tầng 1 đi qua điểm đã có là sẽ chuyển đợc điểm trục lên tầng theo phơng thẳng đứng.
Sau khi đã đánh dấu các điểm trục chính trên mặt s n tầng cần bố trí, taμ
phải đo đạc kiểm tra tr ớc khi sử dụng các điểm n y để bố trí các điểm trục− μ
chi tiết bên trong của mặt s n. Công việc n y bao gồm các công đoạn nhμ μ −
sau:
- Kiểm tra các góc: Đặt máy tại các điểm trục đã đánh dấu, định tâm và cân bằng máy cẩn thận, sau đó đo kiểm tra các góc có đúng 90o hay không. Sai lệch cho phép không v ợt quá − ±20".
- Kiểm tra các cạnh có đúng với thiết kế hay không, quá trình n y đ ợcμ −
thực hiện bằng th ớc thép, theo h ớng ngắm của máy kinh vĩ. Sai lệch cho− −
phép không v ợt quá − ±7mm.
Tr ờng hợp bị sai lệch quá phạm vi cho phép cần phải ho n nguyên các− μ
điểm n y về đúng vị trí thiết kế.μ
2.3.2. Độ chính xác
Các nguồn sai số chủ yếu trong phơng pháp chuyển trục công trình lên cao bằng máy kinh vĩ là:
- Độ nghiêng của trục quay máy kinh vĩ (mngh). - Sai số ngắm chuẩn (mv).
- Sai số do máy kinh vĩ không nằm đúng trên hớng trục (m∆l).
- Sai số đánh dấu điểm trục (mđd).
- Sai số chiết quang do không khí (mr).
Nh vậy sai số tổng hợp của việc chuyển trục công trình theo phơng thẳng đứng bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ sẽ là:
m2 = m2 ngh + m2 v + m2 ∆l + m2 đd + m2 r (2.1)
Trong các nguồn sai số trên, sai số do độ nghiêng trục quay máy kinh vĩ là một trong những sai số chủ yếu và độ lớn của nó tăng lên khi độ nghiêng của tia ngắm tăng. Trong thực tế, nếu các máy móc đợc kiểm nghiệm cẩn thận thì độ chính xác chuyển trục có thể đạt 1-2mm.
2.3.3. Ưu - nhợc điểm
Phơng pháp này đợc ứng dụng khá rộng rãi để thi công các công trình nhà cao tầng. Tuy nhiên nếu địa bàn xây dựng chật hẹp và toà nhà cần xây dựng có nhiều tầng thì khả năng ứng dụng của phơng pháp này là rất hạn chế.
2.4. Phơng pháp sử dụng máy toàn đạc điện tử2.4.1. Nội dung phơng pháp 2.4.1. Nội dung phơng pháp
Để thực hiện ph ơng pháp chuyển trục công trình lên cao bằng máy−
toàn đạc điện tử cần phải đảm bảo điều kiện thông h ớng giữa các điểm−
khống chế trên mặt đất v các điểm trên mặt s n của công trình.μ μ
Việc chuyển trục công trình lên cao bằng máy toàn đạc điện tử đợc tiến hành theo phơng pháp giao hội nghịch từ 3 điểm khống chế toạ độ trên mặt đất (Free Station). Máy toàn đạc điện tử lần lợt đặt tại G1, G2 là hai điểm nằm gần vị trí của trục công trình trên sàn thi công và đợc định tâm, cân bằng cẩn thận. Gơng có bộ phận định tâm, cân bằng chính xác đợc đặt tại các điểm khống chế A, B, C trên mặt đất.
Hình 2.3: Chuyển truc tọa độ bằng máy toàn đạc điện tử
Trớc khi tiến hành giao hội ta phải thiết lập trạm. Công việc này bao gồm nhập tên trạm máy (Stn) và nhập chiều cao máy (hi).
Sau khi thiết lập trạm ta tiến hành giao hội. Việc giao hội đợc thực hiện từ 3 điểm khống chế trên mặt đất. Đầu tiên ta phải nhập toạ độ điểm khống chế thứ nhất (PtID). Nếu điểm đó không tìm thấy trong bộ nhớ, hệ thống sẽ tự mở màn hình đối thoại nhập toạ độ bằng tay. Sau đó ta nhập chiều cao gơng
FREE STATION (Station Setup) Stn: A001 hi : 1.567 m <EXIT> <OK>
đặt tại điểm này (hr) rồi bắt đầu đo khoảng cách (SD), góc bằng (Hz), góc đứng (V) tại điểm này. Các điểm tiếp theo làm tơng tự nh trên.
Khi quá trình giao hội kết thúc màn hình máy toàn đạc điện tử sẽ hiển thị kết quả cuối cùng của toạ độ và độ cao trạm máy.
Sau khi có đợc toạ độ của điểm G1, G2, ta tiến hành tính toán để hoàn nguyên các điểm này về vị trí điểm thuộc trục công trình.
2.4.2. Độ chính xác của ph ơng pháp−
Sai số của phơng pháp này:
2 đd 2 2 m m m m= gh+ hng + (2.2)
m là sai số của điểm trục sau khi đợc chiếu lên sàn thi công.
mgh là sai số xác định vị trí điểm gần đúng bằng phơng pháp giao hội. mhng là sai số hoàn nguyên các điểm gần đúng về vị trí trục công trình. mđd là sai số đánh dấu vị trí điểm hoàn nguyên.
FREE STATION PtID : 1 hr : 2.300 m Hz : 236056’14” V : 91012’23” SD : 123.569 m <EXIT> <CALC> <OK>
FREE STATION RESULT PtID : A001 E : 4757687.345 m N : 934025.602 m H : 1234.567 m hi : 1.567 m <EXIT><PREV><RESID><S ET>
Độ chính xác của phơng pháp chuyển trục công trình lên cao bằng máy toàn đạc điện tử phụ thuộc chủ yếu vào khả năng của máy toàn đạc điện tử tức là độ chính xác xác định toạ độ của máy. Tuy nhiên độ chính xác xác định toạ độ của máy lại giảm khi độ nghiêng của tia ngắm tăng, vì khi đó độ chính xác của hớng đo giảm đi. Thông thờng sai số xác định điểm G1, G2 có thể đạt đợc giá trị ≤ ±5mm.
2.4.3. Ưu - nhợc điểm
Phơng pháp chuyển trục công trình bằng máy toàn đạc điện tử có u điểm là thực hiện khá đơn giản, thờng đợc áp dụng đối với các công trình nh caoμ
tầng xây dựng trên mặt bằng rộng rãi, chiều cao công trình không v ợt quá−
10 tầng. Tuy nhiên ph ơng pháp này cần có không gian t ơng đối rộng, do− −
đó nhiều khi không phù hợp với các nh xây chen tại các th nh phố. Mặtμ μ
khác độ chính xác của ph ơng pháp n y phụ thuộc vào độ nghiêng của tia− μ
ngắm nên khi toà nhà có số tầng lớn thì rất khó để thực hiện phơng pháp này với độ chính xác thoả mãn yêu cầu trong quy phạm.
2.5. Phơng pháp chiếu đứng
Hiện nay có hai loại máy chiếu đứng đang đợc sử dụng trong các công tác trắc địa công trình: Đó là loại máy tạo ra đờng thẳng đứng bằng tia laze và loại máy tạo ra đờng thẳng đứng bằng tia ngắm quang học. Trong hai loại máy này thì loại máy chiếu đứng bằng quang học có độ chính xác cao hơn và thờng đợc áp dụng vào công tác bố trí lới trục khi thi công những công trình cao tầng.
Máy chiếu thông dụng PZL có độ chính xác đặt đờng thẳng đứng quang học khi chiều cao đến 100m theo lý lịch máy là 1.2mm.±
2.5.1. Nội dung phơng pháp
Việc chuyển trục công trình lên cao theo phơng pháp chiếu đứng chính là chiếu hai điểm thuộc trục công trình lên cao bằng máy chiếu đứng.
Trớc khi tiến hành chiếu điểm ta phải đặt lỗ chiếu trên mặt sàn tầng thi công. Công việc n y đ ợc tiến h nh ngay sau khi đơn vị thi công ghép vánμ − μ
khuôn tr ớc khi đổ bê tông s n. Quá trình thực hiện tuần tự theo các b ớc− μ −
sau:
- Đầu tiên phải đánh dấu t ơng đối chính xác các vị trí lỗ hổng trên mặt−
s n tầng thi công, để theo đó ng ời ta sẽ cắt ván khuôn s n v lắp đặt v o đóμ − μ μ μ
các hộp khuôn bằng gỗ có kích th ớc (20x20)cm. Mục đích chừa các lỗ hổng−
là để sử dụng cho việc chiếu các điểm sau khi đổ bê tông sàn.
- Đặt máy chiếu đứng tại hai điểm cần chiếu trên mặt bằng cơ sở chiếu kiểm tra vị trí đặt lỗ chiếu. Đồng thời đánh dấu vị trí hai điểm chiếu đ ợc lên−
trên l ới chiếu. Điểm n y sẽ đ ợc dùng để định tâm máy kinh vĩ phục vụ− μ −
cho việc bố trí sơ bộ các trục, đo khoảng cách thiết kế để định dạng mép trong của ván khuôn, đ ờng biên của mặt s n tầng thi công v đ ờng biên của các− μ μ −
vị trí khác.
Sau khi quá trình đặt lỗ chiếu và đổ bê tông mặt sàn hoàn thiện ta tiến hành chiếu điểm. Định tâm dụng cụ chiếu đứng trên điểm gốc, cân bằng dụng cụ để đa đờng ngắm về vị trí thẳng đứng. Trên mặt bằng cần chuyển toạ độ lên, ngời ta đặt vào các lỗ hổng chừa ra trên mặt sàn một tấm lới chiếu (tấm paletka). Tấm lới này đợc làm bằng mêca có kích thớc (150x150x3)mm, trên đó có kẻ một lới ô vuông khắc vạch đến mm. Dựa theo mạng lới ô vuông này có thể xác định vị trí chính xác của đờng thẳng đứng đợc chiếu lên. Để kiểm tra và nâng cao độ chính xác việc đọc số trên lới ô vuông cần phải chiếu điểm ở 4 vị trí của thị kính (0o, 90o, 180o, 270o) và đánh dấu vị trí trung bình của các điểm trên.
Sau khi chiếu các trục của lới cơ sở trên mặt bằng móng lên các tầng xây dựng, tiến hành đo kiểm tra các yếu tố của lới tạo bởi các điểm chiếu (lới trục công trình). Rồi tiến hành tính toán và bình sai, nếu sai lệch vợt giá trị cho phép thì tiến hành chiếu điểm lại.
Hình 2.4: Chuyển trục công trình bằng máy chiếu đứng 2.5.2. Độ chính xác
Các nguồn sai số ảnh hởng đến độ chính xác của phơng pháp chuyển trục công trình lên tầng bằng máy chiếu đứng:
- Sai số định tâm dụng cụ tại điểm gốc (mđt). - Sai số cân bằng dụng cụ (mcb).
- Sai số tiêu ngắm (mv).
- ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh (mngc). - Sai số đánh dấu điểm (mđd).
Nh vậy ảnh hởng tổng hợp của tất cả các nguồn sai số đến độ chính xác chuyển trục công trình là: m2 = m2 đt + m2 cb + m2 v + m2 ngc + m2 đd (2.3)
mđt ≈ mcb ≈ mv≈ mngc≈ mđd≈ 0.5mm
mm m=0.5 5=1.1
với h: là chiều cao công trình.
2.5.3. Ưu - nhợc điểm
Phơng pháp chuyển trục bằng máy chiếu đứng quang học hiện nay có u điểm cơ bản là thao tác đơn giản, nhanh gọn, độ chính xác cao, phù hợp với thực tiễn xây dựng. Tuy nhiên khi số tầng lớn thì phơng pháp này trở nên hạn chế. Trong thực tế, do tia ngắm phải đi qua các lỗ chiếu, do độ phóng đại của ống kính là có hạn, nên thao tác chiếu chỉ thuận lợi và đạt độ chính xác cao khi công trình khoản 15-20 tầng, ngoài khoảng này việc chiếu điểm sẽ gặp nhiều khó khăn. Đây là một trong những nhợc điểm của phơng pháp. Để khắc phục, ngời ta áp dụng phơng pháp chiếu phân đoạn, nghĩa là chia toàn bộ toà nhà ra làm từng đoạn 15-20 tầng. Tầng cuối cùng của đoạn này sẽ là tầng khởi đầu của đoạn tiếp theo. Nhợc điểm của phơng pháp phân đoạn là sự tích luỹ sai số chiếu qua từng đoạn và ảnh hởng của ngoại cảnh ngày càng tăng theo thời gian làm vị trí trục ở tầng cao có sai số càng lớn.
Vì vậy giải pháp khắc phục nhợc điểm của phơng pháp phân đoạn khi chiếu trục lên cao trong xây dựng những ngôi nhà có số tầng lớn là tiến hành chính xác hoá lới trục trên các tầng vị trí khởi đầu của mỗi đoạn.
Một nhợc điểm nữa của phơng pháp này là phải để lại các lỗ hổng thủng trên s n theo ph ơng thẳng đứng, ảnh h ởng đến kết cấu xây dựng. Hơn nữaμ − −
khi chiếu cần phải có nhiều ng ời trông coi vị trí lỗ thủng, đề phòng các vật−
rơi xuống gây tai nạn cho ng ời v máy chiếu.− μ
Phơng pháp sẽ có hiệu quả cao hơn các phơng pháp trớc khi cần xây dựng lới trục công trình trên sàn thi công khi công trình có địa hình chật hẹp chiều cao lớn.
Chơng 3
Chuyển trục công trình lên cao
bằng công nghệ GPS
Khi xây dựng các nh cao tầng có số tầng rất lớn thì việc chuyển trụcμ
công trình lên các mặt s n tầng cần xây dựng bằng cách sử dụng dây dọi, máyμ
kinh vĩ v máy to n đạc điện tử không còn phù hợp nữa. Công nghệ chuyểnμ μ
trục bằng máy chiếu đứng có độ chính xác cao nh ng nh ợc điểm phải để lại− −
các lỗ hổng thủng trên s n theo ph ơng thẳng đứng, ảnh h ởng đến kết cấuμ − −
xây dựng. Hơn nữa khi chiếu cần phải có nhiều ng ời trông coi vị trí lỗ−
thủng, đề phòng các vật rơi xuống gây tai nạn cho ng ời v máy chiếu. Số− μ
tầng c ng cao thì phải phân th nh nhiều đoạn chiếu nh vậy mất khá nhiềuμ μ −
thời gian v phức tạp về thao tác cho ng ời vận h nh.μ − μ
Hiện nay, công nghệ GPS đang đợc ứng dụng rộng rãi trong ngành Trắc địa trong đó có Trắc địa công trình, bởi vì công nghệ này có nhiều u điểm nổi bật và đạt hiệu quả công tác cao. Theo chỉ tiêu kỹ thuật của các máy thu GPS hiện có thì có thể ứng dụng công nghệ này để chuyển trục công trình lên cao. Mặt khác phơng pháp này vẫn đảm bảo đợc độ chính xác yêu cầu khi chuyển trục công trình lên cao trong những toà nhà có nhiều tầng.
3.1. Hệ thống định vị toàn cầu gps và một số ứng dụng của nó
