Hình:1-1 Xác định hớng ban đầu của lới ngoài thực địa
Từ các mốc 1,2,3 của đờng chuyền trắc địa ta bố trí đợc các điểm A,B,C nằm trên hớng ban đầu của lới ô vuông.Nếu quá trình bô trí và kết quả đồ giải có độ chính xác thấp thì chứng tỏ A,B,C cha nằm trong một đờng thẳng ta phải chỉnh lại để ba điểm nằm trên đờng thẳng
Trên hình vẽ ta có:Tại vị trí điểm 1 có các số đo độ dài S1 là khoảng cách từ điểm 1 tới điểm A,ϕ1là góc bằng tạo bởi tia 1A và tia 12
- Tại vị trí điểm 2 có các số đo độ dài S2 là khoảng cách từ điểm 2 tới điểm B,
ϕ2là góc bằng tạo bởi tia 2B và tia 21
- Tại vị trí điểm 3 có các số đo độ dài S3 là khoảng cách từ điểm 3 tới điểm C,
ϕ3là góc bằng tạo bởi tia 3C và tia 32
Để chỉnh lại ba điểm của hớng ban đầu nằm trên một đờng thẳng ta đặt máy kinh vĩ ở diểm B để đo góc bằng β(hình 1-2 ). Độ lệch ∆tính theo công thức:
∆= 2 2 1 [ 2 b a+ (90o - β2 ) '' 1 ρ ]
Trong đó a, b là khoảng cách từ B tới A và C.
Tại các điểm A, B và C dịch chuyển một khoảng theo hớng ngợc chiều nhau và vuông góc với A B C, kết quả nhận đợc A’ B’ C’ là hớng dẫn của lới A C
Trong trờng hợp ở ngoài thực địa có công trình dạng tuyến nh đờng sắt, đờng ô tô, đờng dây tải điện…hớng ban đầu đợc bố trí song song với các công trình và cách một khoảng S, đợc xác định bằng phơng pháp đồ giải trên bản thiết kế định vị (hình 1-3 )
Ví dụ trên hình 1-3 ta có công trình cần bố trí cách một đờng cố dịnh một khoảng cách S ta dễ dàng bố trí công trình nh hình vẽ:
2.1.2. Phơng pháp bố trí lới ô vuông: [ ]11
Có nhiều phơng pháp bố trí lới ô vuông khác nhau, trong thực tế thờng dùng phơng pháp đờng trục hoặc phơng pháp hoàn nguyên.
*Phơng pháp đờng trục: Chọn điêm O ở khoảng giữa hớng ban đầu AB đã xác định, làm điểm tâm lới ô vuông (hình 1-4 ). Chôn mốc, cố định điểm
xác định, Đặt máy kinh vĩ tại O, bố trí hớng CD, vuông góc với hớng AB. Từ điểm O, dùng thớc thép đo trên các hớng OA, OB, OC và OD những đoạn thẳng m, n bằng kích thớc của lới ô vuông. Các điểm ABCD nằm ngoài cùng với lới ô vuông.
Hình 1-3 Bố trí công trình theo tuyến định sẵn
Từ các điểm này dựng các hớng vuông góc bằng máy kinh vĩ. Sau khi loại trừ sai số bố trí góc vuông, nhận đợc các điểm EFGH là bốn đỉnh của hình chữ nhật. Các góc ở bốn đỉnh này đều bằng 90o và các cạnh có độ dài bằng kích thớc của lới ô vuông cần bố trí
Các điểm còn lại của lới ô vuông đợc bố trí bằng hai máy kinh vĩ, theo phơng pháp giao hội góc mà không cần đo khoảng cách. Trong điều kiện dịa hình có tầm nhín hạn chế, có thể xác định điểm chi tiết của lới theo phơng pháp toạ độ cực. Các điểm lới ô vuông đợc đánh dâú tạm thời bằng cọc gỗ, sau đó đợc xây cố định bằng gạch bao quanh lõi bê tông cốt thép để bảo vệ.
Hình 1-3 Bố trí công trình theo tuyến định sẵn
Phơng pháp này chỉ đợc áp dụng cho mặt bằng xây dựng có diện tích nhỏ, độ chính xác của lới yêu cầu không cao. Toạ độ các diểm của lới ô vuông sau bình sai lệch so với thiết kế ban đầu khoảng 3 – 5 cm.
Hình 1- 4 Bố trí lới ô vuông bằng phơng pháp đờng trục.
*Phơng pháp hoàn nguyên. Hớng ban đầu đợc chuyển dịch 2- 3 m bằng máy kinh vĩ và thớc thép, rồi cố định tạm thời bằng cọc gỗ .Bố trí lới ô vuông với hớng tạm thời vừa xác định. Xác định chính xác toạ độ các điểm trên lới ô vuông tạm thời. So sánh toạ độ cá điểm trên lới ô vuông tạm thời với toạ độ các điểm của lới ô vuông thiết kế để tính các tham số hoàn nguyên.
Sai số bố trí hoàn nguyên theo công thức: [ ]12 m2β
m 2p = ±(m 2S +S2 )
ρ2
Ví dụ: Bố trí hoàn nguyên với sai số đo cạnh ms = ±2mm, sai số đo góc mβ
= ±1’, cạnh dài S = 2m;
Sai số bố trí hoàn nguyên là mp = ±2,1 mm.
Độ chính xác của lới ô vuông phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác toạ độ các điểm trên lới,
2.1.3: Xác định toạ độ của lới ô vuông: [ ]13
Toạ độ của lới ô vuông cân xác định với độ chính xác cao, vì vậy có thể dùng các phơng pháp xây dựng lới đã biết để xác định toạ độ các điểm trên lới. - Phơng pháp đờng chuyền.Đo hai cạnh đáy B1và B2 với độ chính xác cao, Đo các đờng chuyền hạng I vuông góc với các đờng đáy. Sau đó đo các đờng chuyền hạng II nối tất cả các điểm trên lới ô vuông còn lại.
- Mạng tam giác: Phụ thuộc vào điều kiện địa hình và diện tích của lới ô vuông, có thể áp dụng mạng tam giác để xác định toạ độ các điểm của lới ô vuông. Lới ô vuông có diện tích 1- 2 km2 có thể áp dụng tứ giác trắc địa , mạng tam giác nhỏ hoặc hình trung tâm trong điều kiện tầm nhìn bị hạn chế 2.2. Định vị công trình ngoài thực địa:
2.2.1: Độ chính xác định vị công trình [ ]14
Bản thiết kế định vị công trình thờng ở tỉ lệ 1 : 2000 đến 1 : 500. Trong bản vẽ thiết kế định vị chỉ rõ toạ độ mặt bằng và độ cao của các diểm chính trên công trình. Nếu vị trí các điểm đợc xác định trực tiếp trên bản vẽ thì sai số của chúng đợc tính nh sau:
Sai số đo khoảng cách trực tiếp trên bản vẽ: ms = ∆.M
Trong đó:
ms – sai số đo cạnh;
∆- sai số đo khoảng cách trên bản vẽ;
M – số tỉ lệ của bản vẽ.
Sai số của khoảng cách tính theo phơng pháp toạ độ đợc xác định từ công thức:
Nếu coi sai số toạ độ các diểm nh nhau và bằng mĐ, theo luật phân bố sai số của các đại lợng đo trong hàm, tính đợc:
mS = mĐ
Sai số vị trí điểm mĐ chính là sai số biểu diễn và xác định điểm trên bản đồ, nó phụ thuộc vào tỉ lệ đo vẽ của bản đồ.
Sai số góc định hớng ma tính từ công thức YB-YA
Tgα AB = XB-XA
Công thức tính sai số góc định hớng trên bản đồ là: mS
mα= .ρ
S
Ví dụ: Sai số điểm đo trên bản vẽ mD = 0, 14mm, khoảng cách giữa hai điểm A và B trên bản vẽ SAB = 100mm, sai số xác định góc định hớng trên bản vẽ là mα = 4,8’.
Trình tự chuyển trục ra ngoài thực địa nh sau:
1. Từ mốc trắc địa với các số liệu tơng ứng, chuyển các trục chính của công trình ra ngoài thực địa.
2. Bố trí các trục phụ của công trình, dựa trên cơ sở các trục chính 3. Bố trí các điểm chi tiết. Đây là bớc đòi hỏi độ chính xác cao nhất, đẻ đảm bảo cho công đoạn lắp ráp sau này. Công tác bố trí điểm chi tiết diễn ra trong suốt quá trình thi công.
4. Đo vẽ hoàn công: Để định vị công trình chúng ta có thể sử dụng các ph- ơng pháp bố trí đã biết
Số liệu bố trí đợc đợc xác định bằng phơng pháp giải tích, đồ thị hoặc kết hợp giữa hai phơng pháp, trong đó phơng pháp giải tích cho kết qủa chính xác hơn. Ví dụ: Cần chuyển trục I- I ra ngoài thực địa trong khi có đờng chuyền I - 1- 2 – 3 – 4 – II ở trong thiết kế và ngoài thực địa.
Dựa vào toạ độ các điểm trên bản vẽ tính đợc các tham số bố trí (hình 2-1a ) Bằng thớc thép và máy kinh vĩ hoặc toàn đạc điện tử, đặt tại điểm 2, định hớng về điểm 3, bố trí góc bằng β 1 và cạnh S 2A , đợc điểm A.
Đặt máy tại điểm 4, định hớng về điểm II, bố trí góc bằng β2 và cạnh S 4B , đ- ợc điểm B
Tiếp tục nh vậy ta xác định đợc điểm C
Vậy ta xác định đợc bốn điểm cơ bản của công trình
Hình 2-1a.Sơ đồ định vị công trình
Trên hình 2-1b là cách bố trí hớng ban đầu( khởi đầu) ra ngoài thực địa Ta bố trí 3 điểm A,B,C nằm trên lới ô vuông
Ba điểm này nằm gần các mốc trắc địa
Khi chuyển trục công trình ra ngôài thực địa có các nguồn sai số sau: - Sai số bố trí góc bằng mβ;
- Sai số định tâm điểm mốc, điểm bố trí m DT ; - Sai số bố trí đoạn thẳng m S ;
- Sai số điểm gốc m G ; - Sai số cố định điểm m CD.
Sai số điểm gốc và các sai số khác không đáng kể, ảnh hởng chủ yếu là sai số bố trí đoạn thẳng, sai số bố trí góc bằng và sai số cố định điểm
Hình 2-1b.Sơ đồ định vị công trình Ví dụ: Điểm cần bố trí có khoáng cách S = 100m, sai số bố trí góc bằng mβ = ± 10’’,sai số cố định điểm m CD = ± 2mm, nếu sai số tơng đối bố trí cạnh là 1: 2000 thì sai số bố trí điểm là m = ±50, 3mm. Nếu sai số tơng đối bố trí cạnh là 1 : 10 000 thì sai số bố trí điểm là m = ± 11, 3mm. Nếu sai số t- ơng đối bố trí cạnh là 1: 100 000 thì sai số bố trí điểm là m = ± 5, 3mm Ví dụ trên cho thấy sai số bố trí điểm phụ thuộc vào độ chính xác bố trí cạnh, đặc biệt khi bố trí cạnh bằng thớc thép.
2.2.2 Định vị công trình ngoài thực địa :
Định vị công trình ngoài thực địa là quá trình bố trí các điểm mặt bằng nhằm xác định vị trí các trục cơ bản, trục dọc, trục ngang và các điểm chi tiết đặc trng của công trình và các hạng mục của nó. Trình tự bố trí nh sau:
- Bố trí cục cơ bản;
- Bố trí trục dọc, trục ngang; - Bố trí các điểm đặc trng.
Nh trên hình vẽ ta có: các điểm góc đợc gửi vào địa vật gần đó nh điểm A theo phơng pháp giao hội cạnh.
Nó phụ thuộc vào mức độ phức tạp và độ lớn mặt bằng công trình để chọn phơng pháp cố định trục định vị.đối với công trình có mặt bằng lớn và đòi hỏi độ chính xác cao ta phải dùng hệ thống giá gỗ cọc để định vị
Hình 2-2: Gửi trục định vị ngoài thực địa [ ]16
2.2.2.1 Bố trí điểm bằng phơng pháp toạ độ vuông góc:
Phơng pháp toạ độ vuông góc thờng bố trí chủ yếu trên những mặt bằng xây dựng có lới ô vuông
điểm A đợc bố trí theo các số gia toạ độ ∆Xvà ∆Yso với một điểm gần nhất là điểm B.Với các trị số
Ta có :∆X=XA-XB , ∆Y =YA-YB
Số gia toạ độ ∆y có giá trị lớn hơn ta đặt trứoc theo hớng chuẩn trên cạnh BD *Cách xác định điểm A trên thực địa bằng máy kinh vĩ:
- Đặt máy tai điểm B sau đó đo khoảng cách số gia ∆y
- Đặt máy tai điểm C sau đó đo góc bằng BCA=900
- Đặt máy tai điểm C sau đó đo khoảng cách số gia∆X
B Hình 2-3:Phơng pháp toạ độ vuông góc
Để hạn chế sai số ta cần phải đặt vị trí số gia theo trình tự số gia có giá trị lớn trớc theo cạnh của lới sau đó mới đặt số gia còn lại theo chiều vuông góc Trong phạm vi 100m sai số xác định điểm A không vợt quá 2cm
2.2.2.2 Bố trí điểm bằng phơng pháp toạ độ cực: [ ]17
Đây là phơng pháp bố trí điểm khá phổ biến hiện nay đặc biệt khi mặt bằng t- ơng đối bằng phẳng.
Bản chất của phơng pháp này là:muốn xãc định vị trí của điểm N của công trình ra ngoài thực địa dựa vào điểm gốc A và hớng gốc AB theo các yếu tố bố trí là: góc cực β và khoảng cách S (bán kính cực)
Các yếu tố này đợc xác định trên bản vẽ hay tính toán theo toạ độ điểm A Ví dụ ta cần bố trí điểm C(XC,,,YC)
của công trình ra thực địa khi biết 2 điểm cố dịnh A và B(Biết hớng gốc AB) Điểm gốc A có toạ độ A(XA,YA) ,điểm gốc B có toạ độ B(XB,YB)
Hình 2- 4. Phơng pháp toạ độ cực YB-YA Tgα AB= α AB XB-XA β=α AB-α AC(góc cực) YC-YA Tgα AC= α AC XC-XA Bán kính cực : S = (XC-XA) 2+(Yc-YA)2 *Trình tự xác định điểm C theo toạ độ cực:
- Đặt máy kinh vĩ tại A định hớng về B đặt một góc bằng( β=CAB)
- Trên hớng này đặt một đoạn thẳng S sau đó cố định điểm C chính là điểm cần xác định
Hình 2-5.Xác định điểm C theo toạ độ cực 2.2.2.3.Bốtrí điểm bằng phơng pháp giao hội góc: [ ]18
Phơng pháp này thờng áp dụng đối với các công trình trụ cầu ,hay thuỷ lợi,thờng khi điểm cần bố trí nằm xa điểm khống chế trắc địa
Ví dụ cho hai điểm mốc ;điểm A(XA,,YA) ,điểm B(XB,YB) ,cần bố trí điểm C có toạ độ C(XC,YC) Xác định các số liệu cần thiết cho công tác bố trí βA, βB
YB-YATgα AB= α AB