Thiết kế quy hoạch đờng phố, khu phố bao gồm thiết kế quy hoạch mặt bằng và thiết kế quy hoạch độ cao – quy hoạch đứng (thiết kế san nền). Chuyển thiết kế quy hoạch mặt bằng ra thực địa chính là chuyển và đánh dấu vị trí các đờng ranh giới trên thực địa. Chỉ giới đờng đỏ (ranh giới giữa phần đất đờng phố và các loại đất khác), chỉ giới xây dựng và trục đờng phố trên bản vẽ quy hoạch mặt bằng đợc chuyển ra thực địa dựa vào các điểm khống chế trắc địa thành phố. Sai số chuyển các điểm chỉ giới đờng đỏ và trục phố so với điểm khống chế không đợc vợt quá những quy định dới đây:
- 5cm - đối với khu vực xây dựng nhà cao tầng; - 8cm - đối với khu vực xây dựng nhà thấp tầng; - 10cm - trên khu vực cha xây dựng.
Chuyển chỉ giới đờng đỏ và trục đờng phố ra thực địa đợc thực hiện theo trình tự sau: 1- Kiểm tra bản bẽ, kiểm tra cơ sở cũ hoặc lập cơ sở bố trí mới;
2- Chọn phơng pháp bố trí, tính toán lập bản vẽ bố trí; 3- Tiến hành bố trí ngoài thực địa;
Hình 10.16. Chuyển điểm công trình ra thực địa
Phơng pháp đợc áp dụng phổ biến nhất là phơng pháp toạ độ cực (hình10.16a). Các điểm A, B, C, D,... của công trình cần đợc bố trí ra thực địa, điểm cơ sở bố trí (điểm gốc 26 và 27) đã có ngoài thực địa. Các yếu tố bố trí là các khoảng cách lA, lB, ...và các góc cực γA, γB... đợc tính toán dựa vào kết quả giải bài toán ngợc. Để chuyển các điểm C, D, E... có thể sử dụng thêm các điểm a, b, c... nằm trên hớng chuẩn của các điểm gốc. Khi khoảng không giữa cạnh đờng chuyền (hớng gốc) và chỉ giới xây dựng quang đãng, thông thoáng, không bị che khuất, có thể áp dụng phơng pháp các đờng vuông góc (dùng toạ độ vuông góc).
ở đây cần tính chiều dài δA, δC, δD... của các đờng vuông góc (tung độ giả định) (hình 10.16b) hạ từ điểm cần chuyển xuống cạnh gốc 26-27 và khoảng cách ∆A, ∆C, ∆D,…từ điểm gốc tới chân đờng vuông góc 1, 2, 3,... (hoành độ giả định) theo các công thức tính chuyển sau:
∆ = ∆y sinα + ∆x cosα ; δ= ∆y cosα + ∆x sinα; (10.10)
Trong đó ∆x và ∆y là hiệu toạ độ giữa điểm cần chuyển so với điểm gốc 26 ; α là phơng vị của hớng gốc 26 - 27. Nh vậy, ta sẽ nhận đợc các điểm cần chuyển bằng cách đặt khoảng cách ∆
trên hớng gốc từ điểm 26 và khoảng cách δtheo các đờng vuông góc. Khi chuyển phần đờng cong thờng bố trí chuyển các điểm trên đờng cong cách nhau khoảng 10m, các phơng pháp bố trí điểm trên đờng cong sẽ đợc trình bày trong mục 10.6. Nói chung, khi áp dụng phơng pháp toạ độ cực hoặc phơng pháp các đờng vuông góc, thì hiệu quả nhất vẫn là sử dụng các loại máy toàn đạc điện tử có độ chính xác cần thiết. Để giảm bớt khối lợng công việc đo đạc ngoài tực địa khi chuyển chỉ giới đờng đỏ, đầu tiên nên chuyển trục đờng phố (tim đờng), sau đó dựa vào các điểm trục tim đờng mà chuyển ranh giới đờng đỏ.
Sau khi tiến hành đo kiểm tra (thờng theo một vệt cắt hoàn công), sẽ tiến hành lập bản vẽ hoàn công, trên đó chỉ rõ vị trí các điểm gốc, vị trí các điểm và khoảng cách giữa các điểm đã chuyển, kết hợp lập sơ đồ, sơ hoạ vị trí các điểm vừa chuyển để tiện cho việc sử dụng sau này.
Một trong những nhiệm vụ chính của quy hoạch độ cao (quy hoạch đứng) là để giải quyết vấn đề thoát nớc bề mặt trên đờng phố, quảng trờng, trong lòng khu phố cũng nh để điều chỉnh độ cao khu phố, độ dốc đờng phố và các nút giao thông cho thoả mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật. Cơ sở để tiến hành công tác quy hoạch độ cao là sơ đồ tổ chức san lấp (hình 10.17), trên đó có ghi rõ độ cao thiết kế, độ cao thực tế của các điểm đặc trng, các điểm thay đổi độ dốc, mũi tên chỉ hớng dốc, giá trị độ dốc thiết kế và khoảng cách giữa các điểm. Kèm theo sơ đồ còn phải có các mặt cắt ngang đờng phố (hình 10.18) ở tỷ lệ 1: 200 - 1: 100.
Hình 10.17. Sơ đồ tổ chức san lấp
Mặt phẳng thiết kế của địa hình (mặt phẳng sau khi san nền) thờng đợc biểu diễn bằng các đờng đồng mức thiết kế kết hợp ghi độ cao thiết kế. Các đờng đồng mức thiết kế là những đ- ờng thẳng song song cách đều nhau với khoảng cao đều giữa các đờng đồng mức h = 0,1 - 0,2m đối với khu vực tơng đối bằng phẳng. Khoảng cách giữa các đờng đồng mức kề nhau trên bình đồ đợc tính theo công thức: L =
M i
h
. ; (10.11)
Trong đó i là độ dốc thiết kế ; M là mẫu số tỷ lệ bình đồ.
Bình đồ tổ chức đất bắt đầu đợc lập cho đờng phố, đầu tiên tiến hành vẽ các đờng đồng mức cho phần lòng đờng, sau đó đến các dải đất trồng cây, vỉa hè... có tính đến các độ dốc ngang và độ cao bó vỉa. Sau khi kết thúc phần đờng phố mới tiến hành lập thiết kế trong lòng khu phố có tính đến khả năng tiêu thoát nớc ra bên ngoài cũng nh hạn chế đến mức tối đa sự thay đổi bề mặt tự nhiên để giữ cho khối lợng san lấp là nhỏ nhất.
Hình 10.19. Bình đồ tổ chức đất
Trên hình 10.19 trích giới thiệu bình đồ tổ chức đất của một ô phố. Khi lập bình đồ tổ chức đất đồng thời tiến hành lập biểu đồ công tác đất để xác định khối lợng san lấp.
Bình đồ công tác đất (hình 10.20) là một lới ô vuông có các cạnh bằng 5; 10 hoặc 20m tuỳ thuộc vào tỷ lệ bình đồ và độ chính xác cần tính toán khối lợng san lấp (cạnh ô vuông trên hình 10.20 bằng 20m). Sau khi xác định đờng ranh giới giữa đào và đắp (đờng cốt “0” ), ta tiến hành tính khối lợng san lấp. Đối với những ô vuông chỉ cần đắp hoặc đào, khối lợng Vo đợc tính theo công thức: V0 = P 4 4 3 2 1 h h h h + + + ; (10.12)
Trong đó P là diện tích ô vuông, h1, h2,... là độ cao thi công của 4 đỉnh ô vuông. Hình 10.20. Bình đồ công tác đất
Đối với ô vuông có cả phần đào và đắp cần tính tách riêng từng khối lợng dựa vào diện tích các ô nhỏ pr do đờng cốt “0” tạo nên và độ cao trung bình htb của ô nhỏ đó.
VR = pr . htb ; (10.13) Khối lợng san lấp đợc tính theo đơn vị mét khối cho mỗi ô vuông với dấu tơng ứng, dấu (-) cho khối lợng phải đào đi, dấu (+) cho khối lợng đắp thêm vào và tổng hợp ngay bên dới bản vẽ (hình 10. 20).
Chuyển bản thiết kế quy hoạch độ cao ra thực địa đợc tiến hành theo trình tự: 1- Tìm kiếm các điểm độ cao cũ hoặc xác định các điểm mới trên khu vực; 2- Chuyển ra thực địa bản thiết kế quy hoạch độ cao trên đờng phố;
3- Chuyển ra thực địa độ cao thiết kế của các điểm trên chỉ giới đờng đỏ; 4- Chuyển ra thực địa bản thiết kế quy hoạch độ cao trong lòng ô phố.
Để chuyển trục đờng phố cần đóng các cọc trên trục đờng cách nhau từ 10 đến 20m. Cọc đợc đóng sao cho đỉnh cọc có độ cao bằng đúng độ cao thiết kế. Trong trờng hợp phải đắp lên nhiều hoặc phải đào xuống có thể ghi ngay lên cọc các độ cao thi công kèm theo dấu (+) hoặc (-) để chỉ rõ phải đắp lên hay đào xuống. Trong mỗi ô phố, độ cao thiết kế cũng đ ợc chuyển ra bằng cách chia ô vuông với cạnh bằng 10 hoặc 20m. Nếu mặt phẳng ô phố chỉ có một độ dốc thì có thể chuyển mặt phẳng thiết kế ra thực địa bằng tia ngắm nghiêng (xem 10.2).
10.5. Công tác trắc địa khi xây dựng và đo vẽ các hệ thống công trình ngầm
Trong khu vực xây dựng dân dụng và công nghiệp thờng có nhiều mạng lới hạ tầng kỹ thuật ngầm và các công trình phụ trợ, trong đó bao gồm hệ thống cấp thoát nớc, hệ thống cáp điện, điện thoại, các loại đờng ống dẫn ...
Phơng pháp phổ biến nhất để bố trí lắp đặt hệ thống ngầm là đào hào. Để tiến hành đào hào cũng phải chuyển ra thực địa tuyến hào và các điểm đặc trng nh tâm giếng, đỉnh góc chuyển hớng, hố ga... Dựa vào bản vẽ thiết kế và các mặt cắt dọc, cắt ngang tuyến hào ta tiến hành lập các bản vẽ bố trí, trên đó có ghi rõ các yếu tố bố trí và các số liệu cần thiết. Phơng pháp bố trí
phổ biến vẫn là phơng pháp toạ độ cực, phơng pháp giao hội, phơng pháp dựng đờng vuông góc... Để đặt đợc các đờng ống về đúng độ cao thiết kế, đảm bảo độ dốc nhỏ hơn 0,003 cần phải sử dụng máy thủy bình hoặc các dụng cụ dùng tia laze. Các dụng cụ laze đợc sử dụng đặc biệt có hiệu quả khi lắp đặt các đờng ống tự chảy đờng kính lớn (800 - 1500mm).
Trên hình 10.21 là sơ đồ kiểm tra việc đặt ống dới hào. Trong quá trình sử dụng, các hệ thống kỹ thuật ngầm cũng đợc đa lên bình đồ để theo dõi, sửa chữa, cải tạo mở rộng hoặc thiết kế lắp đặt những hệ thống mới. Bình đồ công trình ngầm có thể thành lập tới tỷ lệ 1: 200 tuỳ thuộc vào mục đích, mật độ và đặc điểm của các hệ thống ngầm. Độ chính xác xác định vị trí mặt bằng của công trình khoảng 0,10 đến 0,15m, về độ cao khoảng 5 đến 10mm và độ dốc sai lệch không quá 10 đến 20% độ dốc thiết kế.
Quá trình đo vẽ hệ thống ngầm có thể chia làm hai giai đoạn: giai đoạn chuẩn bị và giai đoạn trực tiếp đo vẽ. Giai đoạn chuẩn bị bao gồm công tác khảo sát khu vực, thu thập mọi thông tin về các hệ thống ngầm có trong khu vực, xác định các điểm khống chế gốc. Giai đoạn đo vẽ là xác định vị trí mặt bằng và độ cao (độ chôn sâu) của công trình ngầm.
Để đo vẽ công trình ngầm có thể áp dựng phơng pháp đo vẽ hoàn công, phơng pháp đào thăm dò và phơng pháp dùng máy thăm dò công trình ngầm. Phơng pháp đo vẽ hoàn công là phơng pháp đơn giản và chính xác nhất. Trong phơng pháp này, vị trí của công trình ngầm đợc xác định ngay sau khi lắp đặt xong, khi công trình cha bị lấp kín.
Hình 10.21. Kiểm tra lắp đặt ống
Đối với những công trình ngầm đang sử dụng mà không có tài liệu hoàn công có thể áp dụng phơng pháp đào thăm dò. Trong phơng pháp này, ta phải dựa vào vị trí những giếng thu, những họng nớc, hố ga hoặc những phần lộ thiên của hệ thống ngầm để phán đoán và đào những đoạn hào sâu cắt ngang tuyến đi của công trình ngầm. Phơng pháp này rất tốn kém và không đảm bảo xác định hết đợc các công trình ngầm nằm sâu dới đất vì thế ít đợc áp dụng, hơn nữa nó lại rất nguy hiểm khi sử dụng để tìm kiếm những đờng cáp điện và cáp thông tin ngầm.
Phơng pháp tin cậy, an toàn và có hiệu quả nhất là phơng pháp dùng máy thăm dò công trình ngầm. Máy thăm dò đợc cấu tạo dựa trên hiện tợng cảm ứng từ gồm ba bộ phận chính: Máy phát, bộ phận thu và nguồn điện, chúng đợc tính toán để có thể xác định đợc toạ độ x, y và độ sâu h của các loại công trình ngầm bằng kim loại, bằng bê tông cốt thép, các đờng cáp điện, cáp thông tin. Khi dùng máy thăm dò có thể áp dụng hai phơng pháp - phơng pháp tiếp xúc và phơng pháp không tiếp xúc. Phơng pháp tiếp xúc có độ chính xác cao hơn và đạt khoảng 5cm về mặt bằng và 10cm về độ cao ở chiều sâu của công trình khoảng 3m. Hiện nay, trên thế giới đã chế tạo đợc các loại dụng cụ thăm dò (Scaner) hiện đại có thể xác định đợc cả những công trình ngầm phi kim loại ở độ sâu tới hàng chục mét với các chơng trình phần mềm tiện ích rất thuận lợi cho việc đo vẽ các hệ thống ngầm.
10.6. Công tác trắc địa khi bố trí tuyến đờng
Bố trí tuyến công trình ra thực địa thực chất là chuyển các điểm của tuyến đờng từ bản thiết kế ra thực địa. Khoảng cách trên thực địa đợc đo bằng thớc thétp hoặc các dụng cụ đo dài có độ chính xác không thấp hơn 1/1000. Góc chuyển hớng θ là góc tạo bởi hớng cũ kéo dài và h- ớng mới của tuyến, nó đợc đo bằng máy kinh vĩ với độ chính xác nh khi đo đờng chuyền kinh vĩ. Khi bố trí các cọc chính 100m cần lu ý đến độ dốc địa hình. Nếu góc đốc địa hình v > 20 thì khoảng cách thực tế giữa các cọc 100m cần đặt trên thực địa phải lấy là D = d/cosv, (d=100m). Do chiều dài thực tế của tuyến đờng tại khu vực chuyển hớng tính theo đờng cong, nên ở khu vực này cần bố trí các điểm cọc trên trục đờng cong. Trong thực tế, tuỳ thuộc địa hình và cấu trúc đ- ờng mà có thể có một số dạng đờng cong, nhng áp dụng phổ biến nhất vẫn là đờng cong tròn.
Các yếu tố của đờng cong tròn (hình 10.22) bao gồm: điểm đầu đờng cong Tđ; điểm giữa đờng cong G; điểm cuối đờng cong Tc, chúngđợc gọi là các điểm chính của đ- ờng cong tròn. Để xác định đợc các điểm chính này cần phải biết thêm các yếu tố khác của đờng cong tròn nh: Góc chuyển hớng θ; Bán kính đờng tròn R; Chiều dài tiếp tuyến T (tiếp cự); Chiều dài đoạn cong K; Chiều dài đoạn phân cự B; Hiệu giữa chiều dài đoạn gãy khúc và chiều dài đoạn cong D = 2T - K.
Hình 10.22. Yếu tố đờng cong tròn
Nếu đo đợc góc θ và biết đợc bán kính R của đờng cong (thờng cho trong thiết kế) ta có thể tính đợc các yếu tố của đờng cong tròn theo các công thức sau:
- Chiều dài tiếp cự: T = R tg 2
θ ; (10.14)
- Chiều dài đoạn cong: K = π 0 θ π 0θ
180 .
360
2 R = R ; (10.15)
- Đoạn phân cự : B = OĐ - R = R sec 2
θ - R = R ( sec
2
θ - 1); (10.16)
Điểm đầu Tđ và điểm cuối Tc của đờng cong đợc xác định trên thực địa bằng cách đặt khoảng tiếp cự T từ đỉnh góc quay về hớng cũ và đi tiếp theo hớng mới. Để tìm điểm giữa G của đờng cong, có thể dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ, xác định hớng phân giác ĐO và đặt theo h- ớng đó một đoạn bằng B ta sẽ đợc điểm G. Số hiệu cọc của các điểm chính trên đờng cong tròn đợc xác định xuất phát từ số hiệu cọc KĐ của đỉnh góc chuyển hớng nh sau:
- Số hiệu cọc điểm đầu đờng cong là: KTđ = KĐ - T; (10.17)
- Số hiệu cọc điểm giữa đờng cong là: KG = KTd + K/2; (10.18) - Số hiệu cọc điểm cuối đờng cong là: KTc = KTsđ + K = KĐ + T – D. (10.19)
Để bố trí các điểm cọc trên đoạn thẳng tiếp theo cần thêm vào số hiệu cọc của điểm cuối đờng cong một giá trị sao cho số hiệu mới có giá trị chẵn 100m. Trong quá trình xây dựng trên đoạn đờng cong, các điểm chính của đờng cong cha đủ để thi công công trình, khi đó cần bố trí thêm các điểm chi tiết, nghĩa là cắm thêm các điểm phụ nằm trên đờng cong cách đều nhau một khoảng nhất định, thờng là 10m hoặc 20m. Các phơng pháp phổ biến để bố trí chi tiết đờng cong tròn là phơng pháp toạ độ vuông góc, phơng pháp dây cung kéo dài và phơng pháp đặt các góc và các cạnh, nếu có máy toàn đạc điện tử có thể sử dụng phơng pháp toạ độ cực hoặc trực tiếp bố trí điểm theo toạ độ của chúng.
Bản chất của phơng pháp toạ độ vuông góc (hình 10.23) là xác định vị trí điểm 1, 2, ..., n nằm cách đều nhau một khoảng l trên đờng cong tròn thông qua các giá trị toạ độ vuông góc xi, yi của chúng.
Việc bố trí thờng đợc tiến hành từ hai đầu