22 11 ABb=a+(a−b ) h−
2.2.3. Bố trí điểm trên đường thẳng theo phương pháp
hoàn nguyên
a, Phương pháp hoàn nguyênđo góc nhỏ
Đầu tiên, dùng phương pháp trực tiếpđể bốtríđiểm P’ và đo khoảng cách AP’=S1. Sau đó đặt máy kinh vĩ tại
điểm A,đo góc , tính lượng hoàn nguyên
tiến hành hoàn nguyên trên thực địa, được điểm P. Giả
thiết sai số đo góc của máy kinh vĩ là mβ, từ đó sinh ra sai sốcủađiểm P (lệch khỏiđường thẳng AB) là mPthì (2-15) ˆ BAP′ = ∆β ε =∆βS1 ρ P 1 m m = βS ρ 105 10:34 SA
Hình 2-19 Phương pháp hoàn nguyên đo góc nhỏ
b, Phương pháp hoàn nguyênđo góc lớn
Không đặt máy kinh vĩ tại A để đo góc nhỏ, mà đặt máy tại P’để đo góc lớn . Giảthiết∆γ=1800-γ, khi
đó tính lượng hoàn nguyên:
Do sai số đo góc mβsinh ra sai số của lượng hoàn nguyên là (2-16) ˆ AP B′ = γ 1 2 1 2 S S S S ∆γ ε = ⋅ + ρ 1 2 P 1 2 m S S m S S γ ′ = ⋅ + ρ 106 10:34 SA
So sánh (2-15) và (2-16) và để ý đến sai số đo góc nhưnhau mβ=mγ, thì
Có thể thấy, bố trí điểm trên đường thẳng theo phương pháp hoàn nguyên đo góc lớn có độ chính xác cao hơn. P 2 P 1 2 m S m S S ′ = + 107 10:34 SA
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ DẠNG BỐ TRÍ CƠ BẢN
3.1 Bố trí lưới ô vuông xây dựng
Để chuyển bản thiết kế công trình công nghiệp ra thực địa, thông thường người ta xây dựng cơ sở khống chế tọa độ và độ cao ở dạng đặc biệt bao gồm một hệ
thống dày đặc các điểm mốc trắc địa phân bố một cách tương đối đồng đều trên toàn bộ khu vực. Các điểm này tạo thành một mạng lưới các hình vuông hay hình chữ
nhật có chiều dài cạnh từ50, 100 - 400m.
Sở dĩ lưới xây dựng có dạng đặc biệt như vậy là vì các khu công nghiệp, các thành phố đều có các hạng mục công trìnhđược bố trí thành các lô, các mảng có trục song song hoặc vuông góc với nhau. Mạng lưới ô vuông xây dựng có các cạnh song song với trục chính của những chuỗi xây dựng này.
10910:34 SA 10:34 SA
Muốn vậy sau khi thiết kế các hạng mục công trình trên bình đồ, người ta thiết kế một mạng lưới ô vuông với sự phân bố các điểm một cách hợp lý và từ đó chuyển chúng ra thựcđịa.
Ngoài mục đích bố trí công trình, lưới ô vuông xây dựng còn dùngđể đo vẽbình đồhoàn công tỷlệ lớn 1:500 – 1:200.
11010:34 SA 10:34 SA
3.1.1 Theo phương pháp bố trí trực tiếp
Trong phương pháp này người ta chuyển ngay ra thực địa với độ chính xác xácđịnh trước toàn bộcác điểm của mạng lưới bằng cáchđặt chính xác các yếu tốthiết kế
(góc và cạnh). Đầu tiên bố trí trên thựcđịa hai hướng khởi
đầu vuông góc với nhau nằm ở giữa khu vực xây dựng (Hình 3-1). Do có sai số bố trí nên hai hướng này không thật sự vuông góc với nhau. Dùng máy kinh vĩ chính xác
đo lại góc β từ 2÷3 vòng đo. Tính trị số chênh lệch của nó so với góc vuông và điều chỉnh vị trí các điểm B, C bằng các số hiệu chỉnh ∆SB, ∆SC để cho AB và AC thật vuông góc với nhau. 111 10:34 SA Hình 3-1 O D P R M F N E A B1 B C C1 c ∆S ∆β/2 ∆S B
Các sốhiệu chỉnh nàyđược tính theo công thức: (3-1)
Ở đây: ∆β= 900-β
Các khoảng cách AB1 và AC1 được lấy trên tổng bình đồ. Cố định các điểm B, C trên thực địa và dọc theo các hướng AB và AC tađặt các đoạn thẳng bằng chiều dài cạnh của lưới. Việc định tuyến được tiến hành bằng máy kinh vĩ, còn khoảng cách được đo bằng thước thép căng bằng lực kế. Kết quả đo có tính đến các số hiệu chỉnh do
độ dốc địa hình, do nhiệt độ và do kiểm nghiệm thước. Hiện nay việc đặt khoảng cách có thể tiến hành bằng các máy toàn đạc điện tử cho phép tính toán một cách nhanh chóng khoảng cách ngang có tính đến tất cả các số hiệu chỉnh. 113 10:34 SA B 1 S AB , 2 ∆β ∆ = ρ SC AC1 2 ∆β ∆ = ρ
Người ta kết thúc việc bố trí trên hai hướng này tại các điểm cuối cùng F, R, D, E. Tại những điểm này dựng các góc vuông và tiếp tục bố trí các điểm theo chu vi của lưới. Như vậy ta đã nhận được trên thựa địa 4 tứ giác của lưới ô vuông xây dựng với các cạnh đã được bố trí. Sau
đó người ta thay thếcác mốc gỗtạm thời bằng các mốc bê tông chắc chắn. Tiếp theo trên các hướng giữa các điểm tươngứng của 4 vòng cơ bản, ta tiến hành bố trí các điểm bên trong của lưới.Để tính toán tọa độcuối cùng cácđiểm của lưới xây dựng người ta tiến hành đặt các đường chuyền cấp 1 theo chu vi lưới, còn theo các điểm chêm dàyđặt đường chuyền cấp 2. Đểxác định tọa độcác điểm này có thểsửdụng cảcác phương pháp khác nữa.
11410:34 SA 10:34 SA
Nếu khu vực xây dựng có diện tích không lớn và việc bố trí các đỉnh của lưới được tiến hành với độ chính xác cao thì tọa độ các điểm nhận được sau bình sai sẽ
không khác mấy so với tọa độthiết kế. Tuy nhiên khi thành lập những mạng lưới lớn khó mà tiến hành công tác bố trí với độ chính xác cao và việc tính tất cả các số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh là rất phức tạp. Do vậy tọa độ thực tế
của các điểm có thể khác tương đối nhiều so với tọa độ
thiết kế.
Khi sai khác về tọa độ là nhỏ thì có thể đưa tâm mốc về đúng vị trí thiết kếngười ta hàn lênđầu mốc 1 bản thép (10x10) cm hoặc (20x20) cm. Theo các tọađộ thực tế
và tọa độ thiết kế ta tính ra các yếu tố quy hoàn để hiệu chỉnh tâm mốc.
11510:34 SA 10:34 SA
Ưu và nhượcđiểm của phương pháp:
a, Ưu điểm: Toàn bộ các điểm sau khi bố trí sơ bộ
sẽ được thay ngay bằng các mốc bê tông chắc chắn nên trong quá trình đođạc, tính toán bình sai, chúngđược bảo vệmột cách tin cậy.
b, Nhược điểm: Do sự tích lũy sai số nên tọa độ
thực tế của các điểm ở xa điểm gốc sẽ khác nhiều so với tọa độ thiết kế. Do vậy phương pháp này chỉ nên áp dụng
ở những khu vực nhỏ đòi hỏi độ chính xác không cao, tức là khi sự sai khác về tọa độ nằm trong phạm vi từ 3÷5 cm có thểbỏquađược. Trường hợp yêu cầuđộchính xác cao hơn thì phải sửdụng tọađộ thực tếcácđiểm của lưới.
Trong phương pháp này trước khi nhận được tọa
độ chính xác các điểm của lưới, không thể lập các bản vẽ
3.1.2 Theo phương pháp bố trí hoàn nguyên Để phục vụ cho việc xây dựng các khu vực công nghiệp lớn thì mạng lưới ô vuông cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Có độ chính xác thỏa mãn yêu cầu đo vẽ tỷ lệ lớn và bốtrí công trình;
- Có tọa độ thực tế của các điểm đúng bằng tọa độ
thiết kếcủa chúng.
Thành lập lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên sẽ đápứngđược những yêu cầu này.
11710:34 SA 10:34 SA
a,Thực chất của phương pháp hoàn nguyên
Dựa vào hướng khởi đầu đã chuyển ra thực địa người ta bố trí một mạng lưới có chiều dài cạnh các ô của lưới đúng như thiết kế. Việc đo đạc được tiến hành bằng máy kinh vĩ và thước thép hoặc máy toàn đạc điện tử với
độ chính xác lập lưới vào khoảng 1:1000 – 1:2000. Tất cả
cácđiểmđỉnh ô vuông đượcđóng cọc tạm thời và lưới này
được gọi là “lưới gần đúng”.
Sauđó người ta lập các bậc lưới khống chế trắcđịa trên toàn bộ mạng lưới vừa thành lập để xác định tọa độ
thực tế của cácđiểm tạm thời nói trên. So sánh các tọa độ
này với tọa độ thiết kế tương ứng sẽ tìm được các đại lượng hoàn nguyên vềgóc và chiều dài. Từ đó xê dịch các
điểm để có vị trí đúng của chúng (công việc này gọi là hoàn nguyên điểm). Sau đó thay thế các điểm tạm thời vừađược hoàn nguyên bằng các mốc bê tông chắc chắn.
11810:34 SA 10:34 SA
Trước khi đưa mạng lưới vào phục vụ công tác bố
trí người ta tiến hành đo kiểm trađểxác minh độchính xác của việc hoàn nguyên và sau đó công nhận tọa độ các
điểmđúng bằng tọađộthiết kế.
Vì các đại lượng hoàn nguyên thường không lớn hơn 2-3 m và có thể đo ở thực địa với độ chính xác đến 3mm, nên độ chính xác của việc lập lưới xây dựng theo phương pháp này chủyếu phụthuộc vào độchính xác xác
định tọa độ các điểm tạm thời, tức là phụ thuộc vào độ
chính xác lập các lưới tam giác vàđa giác.
11910:34 SA 10:34 SA
b,Ưu và nhượcđiểm của phương pháp
Ưu điểm: phương pháp này cho phép rút ngắn
được thời gian và giá thành thi công mạng lưới. Việc hoàn nguyên các điểm có thể không phải làm ngay hết toàn bộ
mạng lưới, do vậy đối với khu vực nào cần ưu tiên xây dựng trước thì tiến hành hoàn nguyên trước, còn các phần khác của mạng lưới sẽtiếp tục hoàn thiện sau.
Nhược điểm: Trong suốt quá trình đo đạc, tính toán bình sai thì các điểm của lưới được giữ lại trên thực địa bằng các cọc gỗ tạm thời nên có khả năng dễ bị hư hại, mất mát.
c, Cáchđánh sốvà ký hiệuđiểm
Các điểm của mạng lưới xây dựng được đánh số
bắtđầu từ điểm gốc theo 1 trong 2 cách sauđây: Cách 1: Hình 3-2: Đánh số và ký hiệu điểm lưới ô vuông cách 1 121 10:34 SA N1 N10 N11 N20 N21 N2 N9 N12 N19 N22 N3 N8 N13 N18 N23 N4 N7 N14 N17 N24 N5 N6 N15 N16 N25 100 200 300 400 x y Cách 2:
Theo các khoảng cách 100m trên trục x thì ký hiệu chữA, còn trên trục y ký hiệu chữB. Hình 3-3: Đánh số và ký hiệu điểm lưới ô vuông cách 2 122 10:34 SA y x 4A 3A 2A A 4B 3B 2B B 100 200 300 400 100 200 300 400 0
d, Công tác hoàn nguyênđiểm
Việc bốtrí mạng lưới gầnđúng ban đầu có độchính xác không cao (sai số tương đối 1:1000 – 1:2000) cho nên tọa độ thực tế các điểm của mạng lưới sẽ khác nhiều so với tọa độ thiết kế. Trên những khu vực rộng lớn, sự sai khácđó có thểtới 2-3 m hoặc lớn hơn.
Đểtìm vị trí thiết kếcủa cácđiểm trên thực địa, dựa vào tọađộ thực tế tínhđược và tọa độ thiết kế của chúng, bằng cách giải bài toán nghịch ta xácđịnhđược các yếu tố
hoàn nguyên về góc và chiều dài. Sau đó từ các mốc tạm thời ta đặt các yếu tố hoàn nguyên để tìm vị trí đúng của cácđiểm. 123 10:34 SA Thí dụ:Điểm N10 có các tọađộ: Tọađộthực tếtínhđược Tọađộthiết kế x' = 400,372 m x = 400,000 m y’ = 0,673 m y = 0,000 m
Ta tínhđược các yếu tốhoàn nguyên:
Do vậy: ⇒S = 0,764 m. y y ' 0, 673 tg 1,809139 x x ' 0,372 − − α = = = − − 0 241 04'30" α = x y S cos sin ∆ ∆ = = α α
Sau khi tính được các yếu tố hoàn nguyên cho tất cả các điểm ta lập sơ đồ hoàn nguyên đối với từng điểm. Dưới đây là ví dụ về sơ đồ hoàn nguyên điểm N10 (Hình 3-4).
Trên sơ đồnày tại mỗiđiểm tạm thời của lưới người ta ghi rõ các yếu tố hoàn nguyên. Để tìm hướng hoàn nguyên (N10’ – N10) người ta còn ghi chú thêm góc định hướngα1của hướng từ điểm N10’đến một trong các điểm lân cận, giá trị này lấy từ bảng tính đường chuyền (chẳng hạn gócα1=89059’ 20”). Góc kẹp β chính là hiệu của hai góc định hướng: β=α2-α1= 151005’ 10”. 125 10:34 SA Hình 3-4 126 10:34 SA N10' N10 N11' α = β =151* 05' 10" 241* 04' 30" 2 1 89* 59' 20" α =
Thao tác cụ thể của việc hoàn nguyên điểm trên thựcđịa nhưsau:
Đặt máy kinh vĩ tại điểm mốc tạm thời cần hoàn nguyên N10’ rồi ngắm về tiêu ngắm ở N11’. Đưa số đọc trên bànđộngang vềgiá trị89059’ 20”.
Quay máy đặt giá trị α2 = 2410 04’ 30”, rồi dọc theo hướng ngắmđặtđoạn thẳng hoàn nguyên.
Vì yếu tố hoàn nguyên về chiều dài thường không vượt quá một vài mét, cho nên để đặt nó một cách chính xác, người ta dùng một sợi dây thép dài 10-15 m căng bằng 2 que sắt, 1 que dựng tại tâm mốc, còn que kia nằm trong mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ.
12710:34 SA 10:34 SA
Để kiểm tra hướng hoàn nguyên ta có thể đo lại trị
số góc β theo cách sau: đưa ống kính ngắm về điểm N11’ và đặt số đọc trên bàn độ ngang là 0000’00”. Sau đó quay máy bắt tiêu thứhai là que sắtđang căng dây thép, rồiđọc số góc kẹp. Nếu góc đó sai lệch so với trị số tính toán không quá 30” – 60” thì dọc theo hướng dây thép đang căng ta đặt đoạn thẳng hoàn nguyên S = 0,764 m bằng thước thép và đánh dấu điểm tìm được bằng một cọc nhỏ
tạm thời.
Sai số trung phương vị tríđiểm sau hoàn nguyên so vớiđiểm tạm thời có thểtính theo công thức:
(3-2)
Trongđó:
mP – Sai số trung phương xác định vị trí điểm hoàn nguyên;
mS– Sai số đặtđoạn hoàn nguyên s; mβ- Sai sốtrung phươngđặt gócβ. Nếu lấy các giá trị: mS = 2 mm; s = 5 m; mβ = 1’ thì ta tính được: mP = 2,4 mm. 129 10:34 SA 2 2 2 2 P S 2 m m =m +s β ρ
Khi hoàn nguyên điểm, khoảng cách hoàn nguyên cầnđược đặt theo hướng nằm ngang. Vì vậyởnhững chỗ
dốc cần tính số hiệu chỉnh do độ nghiêng vào chiều dài ngang theo công thức:
(3-3) Trongđó:
h – Chênh cao giữa 2đầuđoạn hoàn nguyên.
Kinh nghiệm cho thấy hầu hết những sai số lớn trong việc lập lưới xây dựng đều là do khi hoàn nguyên ta không tínhđến sốhiệu chỉnh này.
Các điểm của mạng lưới xây dựng sau khi hoàn nguyên xong được cố định bằng các mốc bê tông. Vì các mốc này là các mốc độ cao nên cần phải được chôn sâu từ1,2 – 1,5 m (có trường hợp chiều sâu mốc có thểtới 2 – 2,5 m). 130 10:34 SA 2 h h S 2S ∆ =
Khi các điểm rơi vào vùng đào đắp thì có thể chôn bằng các mốc gỗdài 1 – 1,5 m.
Để đặt cho tâm mốc bê tông trùng với tâm điểm hoàn nguyên thì trước khi đào hố chôn mốc, theo hai hướng vuông góc với nhau tại vùng tâm mốc người ta
đóng 4 cọc cách tâm mốc khoảng 2 – 2,5 m, để khi căng chỉ qua từng cặp điểm cọc thì giao của chúng sẽ là tâm mốc.
Sau khi chôn mốc bê tông xong, nếu mốc tạm thời vẫn còn lưu lại thìđể kiểm tra người ta đo lại khoảng cách giữa hai tâm mốc này.
Xung quang mốc bê tông phải đào rãnh thoát nước và rào lạiđểbảo vệ.
13110:34 SA 10:34 SA
e,Đo kiểm tra lưới ô vuông xây dựng
Đo kiểm tra lưới ô vuông xây dựng nhằm mục đích kiểm tra xem việc hoàn nguyên cácđiểm có chính xác hay không,đồng thờiđánh giá khảnăng sửdụng của mạng lưới. Việc kiểm tra bao gồm cả kiểm tra về góc và kiểm tra về chiều dài cạnh.
+ Kiểm tra vềgóc:
Việc đo kiểm tra về góc được tổ chức như thế nào
đó để có thể bao gồm tất cả các cạnh của mạng lưới. Khi
đó máy sẽ được đặt tại các điểm của lưới theo trật tự xen