Bố trí công trình thực chất là bố trí các điểm đặc trng (điểm góc, điểm trục…) của công trình ra thực địa. Để tiến hành bố trí các điểm mặt bằng ra thực địa có thể áp dụng phơng pháp toạ độ cực, toạ độ vuông góc, giao hội cạnh, giao hội góc và giao hội hớng chuẩn. Việc lựa chọn phơng pháp này hay phơng pháp khác phụ thuộc vào dạng công trình, điều kiện xây dựng, sơ đồ vị trí các điểm gốc, phơng tiện trang thiết bị kỹ thuật, vào giai đoạn thi công và một số yếu tố khác. Dới đây là nội dung cơ bản của một số phơng pháp thông dụng.
Phơng pháp toạ độ cực. Bản chất của nó là vị trí điểm P của công trình trên thực địa đợc xác định từ điểm gốc A và hớng gốc AB theo các yếu tố bố trí là góc cực β và khoảng cách S. Các yếu tố này đợc xác định trên bản vẽ hay tính toán theo toạ độ của điểm A, điểm B và toạ độ thiết kế của điểm P (hình 10.6). Trên thực địa ta đặt máy kinh vĩ tại A, dựa vào hớng gốc AB dựng góc thiết kế ở hai vị trí bàn độ, theo hớng trung bình AP vừa dựng ta đặt một khoảng cách bằng S, ta sẽ đ- ợc điểm P. Độ chính xác bố trí điểm P chủ yếu phụ thuộc vào sai sốđặt khoảng cách S, sai số dựng góc β và sai số cạnh gốc. Nếu cạnh S bằng 100m, sai số đặt khoảng cách là 1/ 5 000 tức là tơng đơng 20mm, sai số dựng góc mβ = 10” và sai số cạnh gốc mAB= 10mm, ta sẽ đợc sai số xác định vị trí điểm P bằng khoảng 25mm.
Để tăng độ chính xác xác định điểm P, cần tăng độ chính xác đặt khoảng cách S. Phơng pháp toạ độ cực đợc áp dụng khi bố trí trên khu vực quang đãng và bằng phẳng tiện lợi cho việc đặt khoảng cách. Hiện nay, nhờ sử dụng các loại máy toàn đạc điện tử, có thể đặt đợc khoảng cách rất nhanh chóng với sai số tối đa không quá 10mm nên phơng pháp toạ độ cực càng đợc áp dụng rộng rãi.
Hình 10.6. Phơng pháp toạ độ cực
Phơng pháp giao hội góc thuận. Bản chất của phơng pháp này là đồng thời dựng các góc
Giao điểm của hai hớng AP và BP sẽ cho ta vị trí điểm P cần tìm. Các góc tìm đợc theo kết quả giải bài toán ngợc dựa vào toạ độ của điểm A, điểm B và toạ độ thiết kế của điểm P theo công thức :
β1 = αAB - αAP ;
β2 = αBP - αBA ; ( 10.6) Độ chính xác xác định vị trí điểm P phụ thuộc vào sai số dựng góc, vào giá trị của góc giao hội γ và vào khoảng cách S. Điểm P sẽ đợc xác định với độ chính xác cao nhất khi γ gần bằng 900 và thấp nhất khi góc γ nhỏ, gần với 00 hoặc 1800. Phơng pháp giao hội góc thuận đợc ứng dụng rộng rãi khi bố trí các điểm công trình nằm cách xa điểm gốc, đặc biệt khi không có các thiết bị đo dài điện tử mà lại phải đặt khoảng cách qua chớng ngại nh đầm lầy, hồ nớc hoặc khi bố trí các tâm mố trụ cầu...
Hình 10.7. Giao hội góc thuận
Để nâng cao độ chính xác của phơng pháp có thể dùng máy kinh vĩ đo lại cả 3 góc trong tam giác, điều chỉnh sai số khép tam giác cho 3 góc đo, tính toạ độ điểm P, so sánh với toạ độ thiết kế của nó ta đợc độ lệch ∆x, ∆y, từ đó có thể điều chỉnh, xê dịch điểm P về vị trí chính xác, phơng pháp này đợc gọi là phơng pháp tam giác khép kín.
Phơng pháp giao hội cạnh (hình 10.8). Trong phơng pháp này, vị trí điểm P cần tìm là giao điểm của hai khoảng cách S1 và S2 (giao điểm của hai cung tròn tâm A, B với bán kính S1 và S2). Độ chính xác của phơng pháp này cũng phụ thuộc vào góc giao hội và sai số đặt các khoảng cách S1, S2.
Phơng pháp giao hội cạnh đợc áp dụng khi mặt bằng bố trí tiện lợi cho việc đặt khoảng cách và tốt nhất khi các khoảng cách cần đặt ngắn hơn chiều dài một đoạn thớc đang sử dụng. . Nếu khoảng cách lớn có thể dùng máy
đo dài quang điện hay các loại máy toàn đạc điện tử.
Phơng pháp giao hội hớng chuẩn. Khi áp dụng phơng pháp này, vị trí điểm P cần tìm nằm tại giao điểm của hai hớng chuẩn cho trớc 1-1 và 2-2 (hình 10.9). Hớng chuẩn đợc tạo nên bằng máy kinh vĩ đặt tại điểm gốc 1 hớng tới tiêu ngắm đặt tại 1’ và đặt tại 2 hớng tới 2’. Hai hớng chuẩn này sẽ cắt nhau tại điểm P cần tìm.
Hình 10.8. Giao hội cạnh
Hình 10.9. Giao hội hớng chuẩn
Phơng pháp giao hội hớng chuẩn đợc áp dụng rất phổ biến trong xây dựng dân dụng và công nghiệp khi phần lớn các trục thờng giao nhau dới một góc vuông. Một hình thức đơn giản của phơng pháp này là đặt các khoảng cách thiết kế theo từng trục trên hớng trục đợc tạo nên bằng máy kinh vĩ. Độ chính xác của phơng pháp giao hội hớng chuẩn chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác dựng hớng chuẩn.
Phơng pháp toạ độ vuông góc (hình 10.10) đợc áp dụng chủ yếu trên những mặt bằng xây dựng có lới ô vuông. Điểm C đợc bố trí theo các số gia toạ độ ∆x và ∆y so với một điểm gần nhất của lới ô vuông (điểm A). số gia có giá trị lớn hơn (trên hình là ∆y) đợc đặt theo hớng chuẩn trên cạnh AB của lới ô vuông, tại điểm D dùng máy kinh vĩ dựng một góc vuông, trên đờng vuông góc vừa nhận đợc đặt số gia có giá trị nhỏ (∆x) ta đợc điểm C cần tìm.
Hình 10.10. Phơng pháp toạ độ vuông góc
Để hạn chế sai số dựng góc vuông, cần tuân thủ đúng trình tự đặt số gia lớn trớc theo cạnh của l- ới ô vuông, sau đó mới đặt số gia nhỏ theo đờng vuông góc vừa dựng. Trong phạm vi 100m, độ chính xác xác định điểm C không vợt quá 2cm.